Biotecnología y medio ambiente sebiot · medades infecciosas no tratables o emergentes (SIDA,...

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B i o t é c n o l o g í a e n p o c a s p a l a b r a s

Biotecnología ymedio ambiente

EDITADO POR:

(Sociedad Española de Biotecnología)

COMITÉ EDITORIAL:

Ignacio Casal

José Luis García

José Manuel Guisán

José MiguelMartínez-Zapater

Fernando Rojo

B i o t é c n o l o g í a e n p o c a s p a l a b r a s

Biotecnología ymedio ambientey[preguntas

respuestas]

4

sebiot

©2004, Sociedad Española de Biotecnología

Depósito Legal: M-29238-2004

No se permite la reproducción total o parcial de este ejemplar ni el almacenamiento en un sistema informático,ni la transmisión de cualquier forma o cualquier medio, electrónico, mecánico, fotocopia, registro u otros mediossin el permiso previo y por escrito de los titulares del Copyright.

Diseño y Maquetación: Lola Gómez Redondo

Fotografía: Artefacto, Agencia EFE, Andrea

Imprime: Artes Gráficas G3 S.A.

Biotecnología ymedio ambientey[preguntas

respuestas]

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l L INTERÉS el ciudadano por el medio am-biente ha ido creciendo a lo largo del últimocuarto del siglo XX a medida que nos hemosdado cuenta de que los recursos de la bios-fera, ese gran ecosistema que nos acoge, sonlimitados, por lo que una buena gestión deestos recursos es imprescindible para garan-tizar la supervivencia del hombre en el pla-neta. El aumento de la población genera unmayor consumo de energía, alimentos, y ma-teriales, lo que conlleva un incremento de losresiduos urbanos e industriales y por añadi-dura de la contaminación medioambiental.Algunas de las posibles soluciones para ges-tionar de forma sostenible el medio ambientepasan por el desarrollo de nuevas tecnolo-gías y en este sentido no cabe duda de quela Biotecnología tiene que desempeñar unpapel fundamental. Por todo ello, es evidenteel interés de la Sociedad Española de Bio-tecnología (SEBIOT) en aportar informacióna los ciudadanos acerca de esta problemá-tica medioambiental y de sus soluciones amedio y largo plazo.La Biotecnología proporciona herramientasmuy poderosas para identificar, clasificar ypreservar el patrimonio que representa la bio-diversidad. Con la ayuda de la genética hoyen día es posible obtener muchas ventajas delos organismos que viven en los ambientesextremos o de difícil acceso como por ejem-plo en las profundidades marinas. Para la eli-minación de los contaminantes, incluso delos más recalcitrantes, los seres vivos cuentancon una batería de posibilidades que les pro-porciona su diversidad metabólica. Algunosprocesos químicos pueden ser reemplazadospor esta enorme capacidad transformadorade los organismos con lo que se generanprocesos industriales mucho menos conta-minantes. Las energías renovables son im-

Energía y medioambiente

30

C o n t e n i d o s

Tecnologíaslimpias

40

OGMs y medioambiente

51

Convenios para laprotección delmedio ambiente

62

Eliminación decontaminantes

14

Biodiversidad4

prescindibles para facilitar la sostenibilidaddel medio ambiente y en este capítulo losseres vivos aportan algunas soluciones muyútiles. Pero sin lugar a dudas, la gran revo-lución de la Biotecnología surge con la apa-rición de las técnicas de la Ingeniería Gené-tica que permiten sacar el máximo partido delos sistemas biológicos. En cualquier caso,dada la diversidad de culturas, medios y ne-cesidades que conviven en el planeta, es ló-gico pensar que para lograr una buena ges-tión medioambiental se necesita alcanzaracuerdos a escala mundial y por ello los in-tentos para firmar convenios internacionaleseficaces y duraderos constituyen una partefundamental del éxito.Para elaborar este cuaderno SEBIOT ha cre-ado un comité editorial que ha identificadolas inquietudes más usuales en el ciudada-no y las ha traducido en forma de pregun-tas. Se ha consultado a científicos expertosen esta materia, tanto dentro como fuerade SEBIOT, para darles respuesta. Posterior-mente, el comité ha dado un formato co-mún y un lenguaje divulgativo a las mismas.Aunque este último paso ha podido reper-cutir en detrimento de la precisión científi-ca se ha realizado para favorecer el objeti-vo fundamental de este cuaderno que es lle-gar al mayor número de personas interesa-das en esta temática. Con el fin de estruc-turar su presentación, se ha organizado en 6apartados que engloban preguntas afines yque tratan distintos aspectos relacionadoscon el medio ambiente como la biodiversi-dad, la eliminación de los contaminantes, laenergía, los organismos genéticamente mo-dificados, las tecnologías limpias y los resi-duos, para terminar repasando los conveniosy normativas internacionales relativas a laprotección del medio ambiente.

EL TÉRMINO BIODIVERSIDAD proviene de la contracción de las palabrasBiología (estudio de la vida) y diversidad (variedad), y por tanto se refierea la diversidad de la vida. La biodiversidad es la suma de los distintos se-res vivos que constituyen un ecosistema. El término biodiversidad se acu-ñó en 1986, con motivo de un congreso celebrado en Washington DC(EEUU), y aunque a menudo se ha empleado de forma restringida para alu-dir al número y variedad de organismos (especies) que viven en el plane-ta, es más aceptado el criterio de aplicarlo a todos los posibles niveles deorganización que existen en la naturaleza. Según esto, se reconocen ex-plícitamente tres niveles. El primero –la diversidad genética— alude a lavariedad de genes contenidos en individuos, poblaciones, especies, etc. Elsegundo –diversidad de especies— alude al número y variedad de especiesque se pueden encontrar, por ejemplo, en un área determinada. El terce-ro –diversidad de ecosistemas— designa el número y abundancia relativade hábitats, comunidades bióticas y procesos ecológicos.

1

.4.

b i o d i v e r s i d a d

¿Qué se entiendepor biodiversidad?

El términobiodiversidad se aplica

a todos los posiblesniveles de organización

que existen en lanaturaleza

2UN ECOSISTEMA está constituido por un medio físico (hábitat o ambien-te), los seres vivos que viven en él y por el conjunto de las interaccionesque se producen entre los organismos que lo habitan y el medio ambien-te que les rodea, lo que implica distintos flujos de materia y energía, dan-do lugar a una unidad en equilibrio dinámico. En resumen, un ecosistemaconsiste en una comunidad biológica local con unas pautas de interaccióncon el ambiente. Se trata por ello de un sistema funcional, en principioautosostenible. Aunque los ecosistemas están espacial y temporalmente de-limitados, el tránsito de uno a otro no es brusco, sino que su yuxtaposi-ción forma los llamados ecotonos. Dentro de un ecosistema, se dice quelas especies ocupan nichos determinados para referirse al hecho de quejuegan papeles funcionales distintos o, dicho de otra forma, tienen distin-

tas formas de existir dentro del mismo.Son componentes fundamentales delecosistema los organismos autótrofos(productores), heterótrofos (consumido-res) y los descomponedores.

¿Qué es un ecosistema?

.5.

Un ecosistema

es un sistema abierto,

en equilibrio, dinámico

3LA MICROBIOTA es el conjunto demicroorganismos que habitan enun ecosistema y constituyen lo quese denomina el microcosmos (mun-do microscópico) del ecosistema.Hasta hace relativamente poco, só-lo se podía hablar con propiedadde la diversidad macroscópica de

un ecosistema. La introducción de técnicas de ecología molecular ha per-mitido penetrar en el complejo y difícil mundo de la diversidad micros-cópica, fundamental para el mantenimiento del ecosistema. Los microor-ganismos constituyen el 10% del total de las 1,8 millones de especiesdescritas en la biosfera (7700 especies de bacterias, 70000 especies de hon-gos, 40000 especies de algas y otros tantos de protozoos). Sin embargo,el estudio de la presencia de microorganismos por técnicas molecularessugiere que el número de especies no descritas puede ser de al menos10 millones en el caso de bacterias, o 150.000 en hongos. Existen aún nu-merosos ambientes naturales que se encuentran poco o nada estudiados,en los que se desarrollan microorganismos con capacidades metabólicasnuevas y potencialmente interesantes para el hombre. Es el caso de am-bientes marinos como los sedimentos de las profundidades oceánicas, asícomo de las comunidades microbianas criptoendolíticas (viven dentro de laspiedras), o de las asociaciones en forma de micorrizas (hongos y plan-tas). También se están descubriendo microorganismos completamente nue-vos en lugares tan conocidos como los fangos que se generan en el fon-do de las depuradoras de aguas residuales, denominados lodos activospor la gran cantidad de organismos que contienen y que son muy acti-vos para eliminar los contaminantes (véase pregunta 24).

.6.

¿Qué son los microcosmos y

la microbiota?


4LA DIVERSIDAD de los ecosistemas se analiza mediante técnicas taxonó-micas clásicas y moleculares. En general, la diversidad de los ecosistemases difícil de medir, porque éstos cambian continuamente y no tienen límitesespaciales o temporales claramente definidos. Las posibilidades de estima-ción y análisis de la diversidad genética y de especies se han visto muyfavorecidas por el empleo de las modernas técnicas de la Biología Mole-cular. El objetivo de estas técnicas es detectar y cuantificar los caracteresheredables del genoma como complemento de otros caracteres macroscó-picos (morfológicos o fisiológicos) más fácilmente observables. Con estastécnicas se puede detectar la variabilidad que no se observa a simple vis-ta (variabilidad oculta). Para analizar la diversidad entre individuos de unamisma población (o entre poblaciones de una misma especie) se seleccio-nan primero unas regiones específicas del genoma (marcadores genéticos)que proporcionan una huella genética ("fingerprinting") y que permiten de-tectar diferencias incluso entre individuos muy estrechamente emparenta-dos.

.7.

¿Cómo se puede analizar la biodiversidad con las modernas

técnicas biotecnológicas?

El análisis de la diversidad genética serealiza por técnicas de

Biología Molecular

.8.

5¿Cómo puede la Biotecnología contribuir

al mantenimiento de la biodiversidad?


LA BIOTECNOLOGÍA contribuye al mantenimiento de la biodiversidad me-diante el desarrollo de distintas herramientas. En primer lugar desarrollan-do herramientas para analizar la diversidad de los ecosistemas (véase pre-gunta 4) lo que permite realizar un seguimiento de la aparición o desa-parición de las especies. En segundo lugar desarrollando procesos paraconservar los genomas en bancos o colecciones de organismos vivos (véa-se pregunta 9) o en forma de ADN. En tercer lugar desarrollando las téc-nicas de clonación que pueden ser muy útiles para recuperar especies enpeligro de extinción. En sentido literal los procesos de recombinación quese realizan mediante técnicas de Ingeniería Genética contribuyen a incre-mentar la biodiversidad en la misma medida que lo hacen los procesosnaturales de recombinación (véasepregunta 48). La creación de un or-ganismo transgénico lleva implícitala formación de un nuevo organis-mo con características distintas alorganismo parental. Las técnicas derecombinación y mutación in vitroque se aplican para la obtención denuevos genes, y por consiguiente denuevas proteínas o enzimas útilespara distintos fines, son tambiénformas de aumentar la diversidad.

LaBiotecnología

ha desarrolladodistintas herramientas

para contribuir almantenimiento de la

biodiversidad

6.9.

LA GRAN DIVERSIDAD de seres vivos existente constituye una inmensa ofer-ta de nuevos productos y/o procesos de potencial aplicación a la resolu-ción de problemas concretos mediante el empleo de la Biotecnología. En-tre las aplicaciones de especial relevancia social se encuentra la búsquedade productos con actividades farmacológicas específicas, bien contra enfer-medades infecciosas no tratables o emergentes (SIDA, tuberculosis), o bienfrente a enfermedades fisiológicas (cardiovasculares, cáncer). En este sen-tido, la mayoría de los fármacos que se encuentran actualmente comer-cializados se obtuvieron originalmente a partir de unos pocos microorga-nismos y plantas, que sin duda constituyen sólo una mínima fracción deltotal de seres vivos presentes en el planeta. En otros ámbitos, tales comola industria, se encuentra muy extendida la utilización de sustancias natu-rales en distintos productos comerciales, o como catalizadores biológicos quese emplean en procesos de bioconversión (biotransformación), altamenteespecíficos y poco contaminantes (véase pregunta 37). La diversidad mi-crobiana constituye tal vez la fuente potencial de recursos más importantepara el desarrollo biotecnológico. El potencial biológico industrialmente ex-plotable es enorme debido a la gran diversidad de especies de microorga-nismos existente en la biosfera, la mayoría de los cuales son aún desco-nocidos. Este potencial se ve incrementado por las técnicas de Ingeniería Ge-nética que permiten aumentar la diversidad de los productos que se ob-tienen de los organismos iniciales.

¿Cómo puede la Biotecnología obtener

ventajas y aplicaciones de la biodiversidad?

Lamayoría de losfármacos se

obtuvieron originalmentea partir de unos pocos

microorganismos yplantas.

7¿Existe vida en losambientes extremos?


.10.

POR EXTRAÑO que parezca, también existe vida en los ambientes extre-mos. Por ambiente extremo se entiende aquél en el que uno o varios delos parámetros de mayor relevancia para el desarrollo de la vida, como latemperatura, la acidez, la salinidad, la presión, o el nivel de radiación, seconsideran hostiles para la vida desde el punto de vista del hombre. Losorganismos que viven en estos ambientes se denominan extremófilos yestán tan perfectamente adaptados al medio que todos sus componentesfuncionan de manera óptima en esas condiciones extremas. Su maquina-ria metabólica puede funcionar en condiciones que serían totalmente ad-versas para otros seres vivos. Entre los organismos extremófilos destacan lostermófilos, que habitan a temperaturas de hasta 115ºC; los halófilos, quese desarrollan en ambientes con salinidades equivalentes a un 35% de salcomún disuelta; los piezófilos, que crecen a presiones de hasta 1100 at-mósferas; los psicrófilos, que se reproducen a temperaturas inferiores a 5ºC;los acidófilos, que viven en medios de pH inferior a 5, y los alcalófilos, quepueden desarrollarse en un hábitat con un pH superior a 9.

8LAS PRINCIPALES aplicaciones biotecnológicas de los organismos extre-mófilos se centran en la utilización de algunas de sus proteínas con acti-vidad catalítica (enzimas) como aditivos de productos comerciales (deter-gentes, alimentación animal y humana), en procesos industriales de bio-conversión (generación de alcohol a partir de maíz o de la paja de cere-ales como el trigo), o en sistemas analíticos (biosensores y técnicas dedetección de ADN). Actualmente se buscan organismos que produzcanenzimas que degraden las grasas a baja temperatura para su utilizaciónen detergentes de lavado en frío (por ejemplo, en organismos de la An-

¿Cómo puede laBiotecnología aprovechar

la diversidad de losambientes extremos?

.11.

tártida), o que las degraden a alta temperatura para detergentes de lava-do en caliente (por ejemplo, en organismos de fuentes termales). Entrelas aplicaciones más llamativas y rentables están las que se derivan deluso de las enzimas conocidas como ADN polimerasas termoestables obte-nidas de organismos termófilos. Estas enzimas se usan en la técnica de-nominada de PCR que se emplea en análisis genéticos para la identifica-ción forense, análisis clínicos o análisis de alimentos.

9LAS COLECCIONES de cultivos son bancos de organismos que se man-tienen vivos mediante distintas técnicas de conservación y que se aplicana organismos de pequeño tamaño como microalgas, protozoos, bacterias,hongos, y también a células de tejidos de organismos superiores. Los ban-cos de germoplasma son colecciones de semillas mantenidas a baja tem-peratura y humedad con el fin de prolongar lo más posible su viabilidaden el tiempo, de forma que puedan ser germinadas y desarrollen individuosadultos cuando sea necesario. La conservación de las semillas de especiescultivadas y no cultivadas tiene un valor económico enorme, ya que au-

¿Qué son y para que sirven las colecciones de

cultivos y los bancos de germoplasma?

.12.


menta las posibilidades de incorporar en el futuro nuevos rasgos de in-terés a plantas cultivadas mediante el empleo de las modernas tecno-logías de mejora genética. Los programas de gestión de la biodiversi-dad dedicados a la conservación de áreas protegidas son generalmen-te insuficientes para actuar contra la disminución del número de es-pecies, y por ello estos bancos son formas de conservar la diversidadgenética no ya en la naturaleza, sino fuera de su entorno natural (exsitu). Dado que requieren de un espacio pequeño y tecnologías relati-vamente sencillas, son una forma eficaz de conservar la biodiversidad,aunque a veces la durabilidad de los organismos conservados es limi-tada. Aparte de contribuir al mantenimiento de la diversidad genética,estos métodos de conservación ex situ, entre los que también se pue-den incluir los jardines botánicos, zoológicos o acuarios, cumplen otrasfunciones como la de concienciar a la sociedad del valor del biodi-versidad y proporcionar material para estudios científicos básicos o apli-cados.

Losbancos y

colecciones son unaforma eficaz de

conservar labiodiversidad

.14.

11LA BIODEGRADACIÓN es un término genérico que se ha acuñado parareferirse a la actividad metabólica que llevan a cabo todos los seres vivos(microorganismos, plantas y animales) para asimilar o modificar todo tipo desustancias presentes en el medio ambiente. Aunque generalmente se apli-ca a compuestos de naturaleza orgánica, también puede referirse a sus-tancias inorgánicas. Los procesos biodegradativos más frecuentes se llevana cabo en presencia de oxígeno (biodegradación aeróbica), pero algunos mi-croorganismos también son capaces de degradar compuestos en ausencia deoxígeno (biodegradación anaeróbica). Se denomina mineralización a la bio-degradación de una sustancia orgánica para dar compuestos de naturalezainorgánica (agua, óxidos, sales, etc.). A veces los compuestos no se mine-

e l i m i n a c i ó n d e c o n t a m i n a n t e s

10EN ALGUNOS CASOS, como en el tratamiento de aguascontaminadas, ambas técnicas son complementarias y se uti-lizan secuencialmente, ya que los tratamientos primarios sonfísico-químicos y los secundarios, biológicos (biodegradati-vos). En otras ocasiones, ambos tipos de tratamientos soncompetitivos, es decir, se emplean unos u otros. En muchoscasos, los tratamientos físico-químicos suelen competir conventaja sobre los biológicos, principalmente debido a que losfísico-químicos son mucho más rápidos y pueden tratar re-siduos con elevadas concentraciones de contaminantes. Aun-que los métodos biológicos tienen limitaciones como su len-titud y la necesidad de dilución del contaminante, tienenventajas cuando se trata de recuperar grandes extensiones deterrenos contaminados o grandes volúmenes de agua.

¿Son compatibles lastecnologías físico-químicas y laBiotecnología para eliminar la

contaminación?

¿Qué se entiendepor biodegradación?

12.15.

¿Se biodegradan bien todoslos compuestos orgánicos

naturales?LA MAYORÍA de loscompuestos orgánicosnaturales (aquellos queno derivan de la activi-dad industrial del hom-bre) pueden ser minera-lizados rápidamente pordiversos seres vivos. Es-tos compuestos llevanpresentes en la natura-leza cientos de millones de años, lapso de tiempo suficientemente largo co-mo para que muchos organismos hayan podido desarrollar la capacidadde utilizarlos como fuente de carbono y energía. Sin embargo, existen va-rios compuestos naturales que poseen una estructura química muy esta-ble y que, por tanto, son muy difíciles de biodegradar. Su degradación com-pleta suele requerir largos periodos de tiempo. Un ejemplo de este tipode compuestos difíciles de biodegradar es la lignina, un polímero muy abun-dante en la naturaleza que confiere la rigidez a las plantas.

Labiodegradación

se debe a la actividadmetabólica

de los seres vivos

ralizan, sino que se transforman en otros diferentes (biotransformación) quepueden ser incorporados por el propio organismo que los transforma osecretados al medio ambiente. En otras ocasiones los compuestos conta-minantes no se degradan, pero se acumulan en una forma inerte en elinterior del organismo (bioacumulación), disminuyendo su toxicidad. Es elcaso de muchos metales pesados que los microorganismos pueden inmo-vilizar mediante precipitación o formación de complejos insolubles.

.16.

EL TÉRMINO biodisponibilidad se refie-re al grado de accesibilidad de un com-puesto para ser asimilado por los seresvivos. En el caso de una sustancia tó-xica, cuanto más biodisponible sea ma-yor será su efecto nocivo sobre los se-res vivos. La biodisponibilidad está de-terminada por las propiedades fisico-químicas del compuesto, principalmen-te por su solubilidad en líquidos, o sucapacidad para adsorberse a sustanciassólidas o para volatilizarse. Sustanciasvolátiles o fuertemente adsorbidas apartículas sólidas no van a estar al al-cance de muchos seres vivos, lo que re-duce su potencial de toxicidad. La aso-ciación de una sustancia a componen-tes sólidos del suelo como arcilla o ma-teria orgánica, así como su solubilidaden líquidos no acuosos, limita su bio-disponibilidad. La biodisponibilidad de

una sustancia tóxica en el ambiente suele disminuir con el tiempo,proceso que se ha denominado “envejecimiento”. Una baja biodis-ponibilidad constituye una de las principales limitaciones de la re-cuperación de suelos y sedimentos contaminados por hidrocarbu-ros, pesticidas y explosivos, dado que provoca que las tasas de bio-degradación sean más lentas de lo deseado. Algunos organismos soncapaces de aumentar la biodisponibilidad de un compuesto tóxico,por ejemplo adhiriéndose al mismo, o produciendo agentes tensio-activos-detergentes (biosurfactantes). Por otro lado, dado que una

baja biodisponibilidad reduce mucho la toxicidad de un com-puesto, en algunas ocasiones se recurre a la disminución

de la biodisponibilidad como método para remediar unsuelo contaminado.

13¿Qué se entiende por la

biodisponibilidad de una

sustancia tóxica?


Cuanto menosbiodisponible es una

sustancia tóxica,menor es su efecto

nocivo

14.17.

¿Qué son losbiosurfactantes?

LOS BIOSURFACTANTES son moléculas de origen biológico que tienen pro-piedades semejantes a los detergentes. Los biosurfactantes se colocan enla interfase entre el agua y los compuestos insolubles en ella, reduciendola tensión superficial y facilitando la formación de emulsiones entre el aguay la sustancia insoluble. Esta propiedad se debe a la estructura de la mo-lécula del biosurfactante, que tiene dos zonas diferenciadas, una más afínpor el agua (hidrófila) y otra poco afín por el agua (hidrófoba), por loque se les denomina compuestos anfipáticos. Es el caso de algunos áci-dos grasos, lipopolisacáridos, y fosfolípidos. Es frecuente que los organis-mos que utilizan como alimento compuestos poco solubles en agua (hi-drofóbico) produzcan biosurfactantes para dispersar el compuesto y au-mentar su biodisponibilidad. Algunas bacterias pueden producir biosurfac-tanes como elementos de defensa frente a otras bacterias, ya que mu-chos biosurfactantes tienen también actividad antibiótica. Los biosurfac-tantes son sustancias naturales fácilmente biodegradables, por lo que sonuna buena alternativa a los detergentes sintéticos. Por ello, se han utili-zado para la limpieza de los tanques de petróleo, así como para la dis-persión y biodegradación de los hidrocarburos de zonas contaminadas porun derrame accidental. La mayor desventaja de los biosurfactantes es la di-ficultad para producirlos y purificarlos, por lo que su precio es muy su-perior al de los detergentes sintéticos.

Losbiosurfactantes son detergentes

naturales fácilmentebiodegradables

15.18.

LA PALABRA xenobiótico deriva del griego (xeno-extraño, y biótico-vida),y se aplica a los compuestos cuya estructura química es poco frecuente oinexistente en la naturaleza. Por lo tanto, se denominan xenobióticos a loscompuestos sintetizados por el hombre en el laboratorio, en contraposiciónal termino biogénico que se utiliza para designar a los compuestos queson de origen natural. Debido a su estructura inusual, algunos xenobióti-cos persisten mucho tiempo en la biosfera sin alterarse y por eso se dice queson “recalcitrantes" a la biodegradación. Varios xenobióticos, como ciertosinsecticidas, herbicidas y detergentes, se utilizan en grandes cantidades y tie-nen una larga persistencia en el medio ambiente. Los procesos más impor-tantes por los que se degradan los compuestos xenobióticos son la foto-

¿Qué son los compuestos xenobióticos y

cómo se degradan?


.19.

16LA RAZÓN fundamental de quemuchos compuestos sintéticos nosean fácilmente biodegradables ra-dica en la gran estabilidad de su es-tructura química. Muchos com-puestos sintéticos tienen estructurasquímicas distintas a las de los com-puestos naturales, pero incluso losque tienen estructuras similares alas naturales suelen contener mo-dificaciones que los hacen muy es-tables. Esto hace que las capacidadesdegradadativas de los seres vivos,que han evolucionado durante mi-llones de años para degradar loscompuestos naturales, actúen máslentamente sobre muchos com-puestos sintéticos con estructurasquímicas significativamente distintasa las naturales. Además, a veces esfrecuente que la biodegradación deestos compuestos se vea limitadapor su escasa biodisponibilidad.

degradación por radiaciones solares, los procesos de oxidación y reduc-ción químicos, y la biodegradación por los seres vivos. La mayoría de loscompuestos xenobióticos han aparecido en el medio ambiente duran-te los últimos 100 años, lo que en la escala evolutiva de latierra significa sólo un instante. A pesar de ello, los seresvivos, especialmente los microorganismos, son capaces deadaptarse rápidamente a su presencia, lo que facilita quemuchos de estos compuestos puedan ser biodegradados.

Los xenobióticos son

sintetizados por elhombre en el

laboratorio

Los seres vivossuelen degradar más

lentamente los compuestos sintéticos

¿Por quémuchoscompuestossintéticos noson fácilmentebiodegradables?

17.20.

¿Son biodegradableslos pesticidas?

LOS PESTICIDAS (fitosanitarios) presentan una gran variedad de estructu-ras químicas, por lo que no se puede generalizar respecto a su biodegra-dabilidad. Sin embargo, muchos de ellos son difícilmente biodegradables,especialmente los que tienen estructuras químicas relativamente complejasformadas por esqueletos hidrocarbonados unidos a grupos químicos co-mo halógenos, amino, nitro o hidroxilo. La baja biodegradabilidad, unidaa su estabilidad química, hace que los pesticidas sean muy persistentesen la naturaleza, por lo que pueden acumularse en concentraciones muyelevadas en las zonas en las que se aplican de forma repetida. Su persis-tencia hace que puedan dispersarse fácilmente hasta áreas muy alejadasde la zona de aplicación. La dispersión de los pesticidas por el agua delluvia o riego puede ocasionar graves problemas de contaminación de lasaguas, que son especialmente relevantes en países en los que la mayoríadel agua potable proviene de acuíferos subterráneos. Que un pesticida nosea biodegradable podría parecer una cualidad necesaria, puesto que su ac-ción biocida se mantendrá durante más tiempo. Sin embargo, también exis-ten pesticidas naturales muy eficaces que son biodegradables. La legisla-ción medioambiental en muchos países desarrollados contempla el estu-dio de la persistencia y biodegradabilidad de pesticidas antes de aprobarsu utilización. Lamentablemente, en países poco desarrollados esta legis-lación es poco restrictiva o inexistente y se utilizan profusamente pesti-cidas cuyo uso está prohibido en otros países. Algunos pesticidas muyresistentes a la biodegradación, como el insecticida DDT, fueron utilizadosen el pasado de forma abusiva, pero están actualmente prohibidos.

Algunos pesticidas son

muy persistentes en la

naturaleza


.21.

18¿Son biodegradables losmetales pesados?

LOS METALES PESADOS no son biodegradables. A diferencia de otros tiposde compuestos que contaminan el medio, la dificultad para eliminar losmetales pesados de lugares contaminados estriba en la imposibilidad últi-ma de su destrucción o biodegradación, debido a su naturaleza química.La contaminación ambiental por metales y metaloides pesados originadapor la actividad industrial supera con creces la suma de todos los otrostipos de contaminación química de los ecosistemas acuáticos y terrestres dela biosfera, incluyendo los de origen químico y radioactivo. Además, no exis-te en la actualidad ninguna solución biológica para la gran masa de resi-duos sólidos mineros, sobre todo de los lodos piríticos, compuestos fun-damentalmente por sulfuros complejos de metales divalentes y de arséni-co. Aun así, la Biotecnología aporta posibilidades para inmovilizar los me-tales en formas no biodisponibles, para concentrar los metales diluidosutilizando una biomasa diseñada con ese fin, para convertir los iones me-tálicos tóxicos en formas químicas más inocuas, o para reubicar de for-ma extensiva los metales (por ejemplo, volatilizándolos).

LaBiotecnología

permite inmovilizarlos metales en formas

no biodisponibles

19.22.

¿Es biodegradable el petróleo?

EL PETRÓLEO ES una mezcla muy compleja de distintos compuestos quí-micos. Gran parte de ellos pueden ser metabolizados y convertidos enCO2 y H2O por diversos organismos marinos o terrestres, fundamentalmentebacterias y hongos, que son bastante frecuentes y ubicuos. Sin embargo,existen varios factores que dificultan el proceso de biodegradación. Elprincipal es que el petróleo contiene mucho carbono y bastante azufreen formas asimilables por los microorganismos, pero tiene muy poco ni-trógeno y fósforo. Como todos los seres vivos, los microorganismos nece-sitan un aporte equilibrado de diferentes nutrientes. Por lo tanto, los hi-drocarburos del petróleo no podrán ser metabolizados eficientemente porlos microorganismos a menos que se suministren fuentes de nitrógeno yfósforo adecuadas. Un segundo factor que limita la degradación del pe-tróleo es la insolubilidad en agua de la mayoría de sus componentes, loque limita su biodisponibilidad, es decir, la facilidad con la que serán cap-tados por los microorganismos. Muchos microorganismos han desarrolladodiversas estrategias para poder captar los hidrocarburos insolubles más efi-

cientemente. Las más comunes son la ex-creción al medio de moléculas que faci-litan la solubilidad o la dispersión de es-tos compuestos en el agua (biosurfactan-tes) (véase pregunta 14), o el desarrollo desuperficies celulares hidrófobas que per-miten al microorganismo adherirse a la in-terfase entre el agua y el petróleo, cap-tando así los hidrocarburos directamentesin necesidad de que se disuelvan previa-mente en el agua. Un tercer factor que li-mita la biodegradación del petróleo es larelativa toxicidad de muchos de sus com-ponentes. Moléculas como el benceno, elxileno, y todos sus análogos son bastan-te tóxicos y normalmente sólo se degra-dan bien si están en concentraciones mo-deradas. Asimismo, muchos compuestospoliaromáticos tienen actividad mutagéni-ca. Finalmente, la disponibilidad de oxí-


20.23.

LA BIORREMEDIACIÓN es un procedimiento para la re-cuperación de una zona terrestre o acuática contamina-da que utiliza a los seres vivos para eliminar (degradar)las sustancias contaminantes. En muchos casos, la bio-rremediación se utiliza como acción complementaria des-

pués de haber eliminado una buena parte de la contami-nación por otros métodos físico-químicos o mecánicos. Los pro-

cedimientos utilizados para la biorremediación son muy variables ydependen del compuesto(s) a eliminar y de su ubicación física (sue-lo, agua). La biorremediación se puede realizar in situ o ex situ.En el tratamiento in situ se puede estimular la actividad degra-dativa de los organismos presentes en el lugar contaminado su-ministrando nutrientes (bioestimulación), o se pueden añadir or-ganismos con propiedades especificas para degradar el contami-nante (bioincremento). En el tratamiento ex situ, el contaminan-te es transportado a una planta de procesamiento donde se trataen reactores con microorganismos degradadores especializados.Cuando el contaminante no se puede biodegradar, como sucedecon los metales pesados, la estrategia utilizada es la bioacumula-ción, es decir, la acumulación del contaminante en el interior delser vivo y la posterior retirada del organismo que ha acumuladoel contaminante. Los microorganismos suelen ser los seres vivosmás utilizados en biorremediación, aunque cada vez esta más ex-tendido el uso de las plantas en estas tareas (fitorremediación), es-pecialmente en los casos que requieren la bioacumulación.

-ne,le---ry-o-o-----e---e--a-l---s-- ¿Qué es la biorremediación?

geno es también muy importante. La biodegradación de petróleo ensuelos contaminados es relativamente eficiente en la zona más su-perficial, en la que hay oxígeno, pero es muy lenta en capas másinternas (a más de 10 centímetros de profundidad), donde el oxí-geno escasea. Aunque existen microorganismos capaces de degradarhidrocarburos en ausencia de oxígeno (anaeróbicamente), crecen máslentamente que los microorganismos aeróbicos, y el proceso bio-degradativo es menos eficiente. Por lo tanto, la inyección de aire(oxígeno) en el subsuelo de zonas contaminadas por hidrocarbu-ros (petróleo o gasolinas, por ejemplo), o la aireación del terreno porotros métodos mecánicos, acelera sustancialmente la biodegradación.

Losmicroorganismos

son los seres vivosmás utilizados enbiorremediación

21¿Qué es la fitorremediación?

LA FITORREMEDIACIÓN es un procedimiento que utiliza especies vege-tales para contener, eliminar o neutralizar compuestos orgánicos, elemen-tos traza o elementos radiactivos que pueden ser tóxicos en aguas o sue-los. La fitorremediación pretende devolver esos suelos o aguas contami-nadas a sus condiciones originales. La palabra fitorremediación deriva delgriego “phyto”, que significa planta, y de la palabra latina “remedium” quesignifica remedio, forma de corregir un mal. La fitorremediación incluyecualquier proceso biológico, físico o químico que, mediado por plantas, ayu-de a la absorción, secuestro y degradación de los contaminantes, ya sea porlas plantas mismas o por los microorganismos que se desarrollan en la ri-zosfera. Existen distintos tipos de fitorremediación en función de la for-ma y el lugar de actuación. Destacan la fitoestabilización (cuando se tra-ta de evitar la dispersión de contaminantes y la erosión en el suelo), lafitoextracción (su objetivo es trasladar los contaminantes desde el suelo ala parte aérea de las plantas), la fitodegradación (busca transformar los con-taminantes en moléculas inocuas), o la rizofiltración (extracción de con-taminantes de soluciones acuosas por acumulación en el sistema radicu-lar de las plantas). Esta nueva tecnología está recibiendo una gran aten-ción debido a que es una opción más barata, fácil y respetuosa con el me-dio ambiente que los procedimientos convencionales de recuperación desuelos contaminados (tratamientos químicos de inertización, lavado de sue-los, vitrificación, excavado y soterramiento, etc.). Su principal inconvenien-te es la lentitud, ya que las plantas eliminan o degradan sólo una pequeñacantidad de contaminantes durante cada ciclo de cultivo, por lo que serequieren varias décadas para limpiar adecuadamente un suelo contami-

nado. Esta técnica puede ser muy útil para recuperar lu-gares que nunca han estado expuestos a contaminaciónartificial, pero que contienen sustancias en concentra-ciones suficientemente elevadas como para que sean al-tamente perjudiciales para el ser humano y para el eco-sistema. Es el caso de algunos yacimientos minerales quepueden ser extremadamente tóxicos, sobre todo cuandoel agua y la erosión provocan que cantidades elevadasde elementos nocivos pasen al ecosistema.

Lafitorremediaciónutiliza especiesvegetales para

eliminarcontaminantes

.24.


22¿Cómo pueden

utilizarse losorganismos

autóctonos delsuelo paraeliminar la

contaminaciónde los

vertidos?HAY DIVERSAS FORMAS de utilizar los organismos del suelo para descon-taminar un vertido. Una opción es la llamada “biorremediación intrínse-ca”, una aproximación pasiva en la que, después de una estimación delriesgo, se opta por dejar transcurrir el proceso de biodegradación naturalen condiciones controladas. Otra alternativa es la bioestimulación, una es-trategia activa que pretende modificar las condiciones ecológicas del sue-lo (nutrientes, aireación, pH, humedad, etc.) para que la actividad degra-dativa de interés pueda desarrollarse en condiciones óptimas. La versatili-dad fisiológica de las poblaciones microbianas del suelo es enorme, sien-do capaces de degradar espontáneamente un gran número de sustanciaspresentes en los vertidos. No obstante, este proceso suele ser lento. Mu-chas de las tecnologías de biorremediación in situ que ya han tenido éxi-to con contaminantes como petróleo o disolventes orgánicos se basan enla estimulación de las poblaciones autóctonas. Un ejemplo típico es latécnica de laboreo (“land-farming”), tradicionalmente utilizada por la in-dustria petrolífera para tratar sus residuos en el suelo, y que se aplicatambién para la biorremediación de sitios contaminados. La técnica consistebásicamente en la adición de fertilizantes con nitrógeno y fósforo (encantidades proporcionales a la cantidad de carbono presente en el verti-do), la aireación periódica del suelo, y el mantenimiento de niveles de pHy humedad óptimos para la actividad microbiana.

.25.

23.26.

24¿Qué son los lodos

activos de lasdepuradoras

de aguasresiduales?

¿Qué son los biofiltrosy para que sirven?

LOS DENOMINADOS lodos activos de las depu-radoras están formados por una población hete-rogénea de microorganismos que mediante reac-ciones metabólicas diversas degradan la materiaorgánica que entra en la depuradora. Por lo tan-to, las depuradoras actúan como reactores bioló-gicos donde los microorganismos se mantienen encontacto con el agua residual a tratar, bajo con-diciones de mezcla y aireación controladas, paraconseguir el grado de depuración deseado. Eltiempo de contacto entre el agua residual y losmicroorganismos determinará el rendimiento dedepuración alcanzado en el tratamiento.

LOS BIOFILTROS son dispositivos que utilizan microorganismos para eli-minar o retener sustancias contaminantes de medios acuosos o gaseosos.Suelen consistir en recipientes (biorreactores) en los que los microorga-nismos se mantienen confinados, bien en medio líquido o bien sobre so-portes sólidos. Los microorganismos se seleccionan por su capacidad paradegradar o retener de forma específica los compuestos que se pretende eli-minar. El medio contaminado, acuoso o gaseoso, se hace pasar por el bio-filtro, obteniéndose un efluente con menor contenido en el compuestocontaminante. Este efluente puede someterse a nuevas rondas de filtradohasta la eliminación del contaminante. Se han diseñado biofiltros para laeliminación de pesticidas (pentaclorofenol, organofosfatos), disolventes (to-lueno, benceno) o residuos industriales y agrícolas (nitratos, fosfatos). Tam-bién es posible diseñar biofiltros para la inmovilización de contaminantesque no se pueden degradar, como los metales (cadmio, mercurio, o ura-nio). El uso de biofiltros en tareas de descontaminación o de tratamien-to de efluentes industriales representa una alternativa atractiva frente aotros métodos de filtrado y tratamiento menos selectivos basados en mé-todos no biológicos. Como en los biofiltros los microorganismos se man-tienen confinados y no se liberan al medio ambiente, constituyen unaestrategia muy segura para el empleo de organismos que han sido gené-ticamente modificados para mejorar sus propiedades degradativas.


.27.

25LA BIOTECNOLOGÍA permite optimizar las condiciones de los procesos enlos que intervienen microorganismos, como ocurre en el reactor biológicode las depuradoras. Para optimizar los procesos en los que intervienen mi-croorganismos debemos conocer sus características y cuales son los pará-metros que afectan a las reacciones que realizan. Modificando adecuada-mente estos parámetros podrá optimizarse el proceso y conseguir una bio-degradación más eficaz. Por ejemplo, es importante regular la disponibili-dad de oxígeno, la acidez (pH) del medio, y la concentración de determi-nados productos finales del proceso de degradación que pueden llegar aser tóxicos para los microorganismos que llevan a cabo el proceso (porejemplo, el amonio). Cuando se quiere depurar aguas con altas concen-traciones de un compuesto tóxico determinado, puede diseñarse un procesoespecífico. Por ejemplo, pueden buscarse microorganismos concretos que de-graden ese compuesto eficientemente. También es importante saber qué re-querimientos especiales tienen esos microorganismos. Muchas enzimas re-quieren altas concentraciones de oxígeno, o utilizanhierro (u otros metales) como cofactor, que ha-brá que suministrar en cantidades adecua-das para que no llegue a ser un factorlimitante. Conocer estos detalles, y con-trolarlos adecuadamente, puede signifi-car la diferencia entre una depuración efi-caz o una depuración incompleta, o inclu-so nula.

¿Qué aporta la Biotecnologíaal funcionamiento

de las depuradoras?

Paraoptimizar losprocesos de

biodepuración hay quecomprender las

características de losmicroorganismos

26¿Qué son los biosensoresde contaminación

química o biológica?UN BIOSENSOR es un dispositivo analítico construido con un componen-te de naturaleza biológica (una enzima, un anticuerpo o un microorga-nismo) capaz de convertir una señal química generada por la presencia oausencia de un cierto compuesto en una señal cuantificable electrónica-mente. Este dispositivo permite detectar y cuantificar de forma precisa undeterminado compuesto químico o un parámetro físico-químico de una sus-tancia o mezcla de sustancias (analitos). Cuando el componente de natu-raleza biológica del biosensor interacciona con el analito se genera una res-puesta que se transforma en una señal física o química mediante un sis-tema que se denomina transductor. Los transductores pueden ser, por ejem-plo, de tipo electroquímico, óptico, o térmico. Los biosensores proporcionanuna medida específica, rápida y fácil de realizar, que evita el uso de ins-trumentos analíticos complejos y costosos. Para que un microorganismo pue-da utilizarse como biosensor debe ser capaz de transformar el compuestoa detectar en otra molécula fácil de medir, o debe responder a su pre-sencia activando la expresión de algún gen. En este último caso, las téc-nicas de genética molecular permiten explotar esa respuesta manipulandoel sistema genético para que el proceso de activación se acople a la ex-presión de un gen que codifique para una proteína cuya cantidad sea fá-cil de medir, por ejemplo porque sea fluorescente, o porque sea un enzi-ma capaz de producir un compuesto luminiscente. El primer biosensor co-mercial servía para medir glucosa en solución (por ejemplo, en sangre), yestaba basado en una enzima llamada glucosa oxidasa acoplada a un elec-trodo de oxígeno. Actualmente existen diversos biosensores para detectarcompuestos como amonio, contaminantes ambientales, etc.

.28.

Losbiosensores

proporcionan unamedida específica,

rápida y fácil


.30.

27¿Qué significael cambio

climático?SE ENTIENDE POR cambio climático laalteración del clima de la Tierra, aunquenormalmente se refiere a un aspecto par-cial del mismo, como el posible “calen-tamiento global” que parece estar produ-ciéndose en el planeta. Sin embargo, con-viene tener en cuenta que el clima ennuestro planeta ha variado mucho en unaescala de tiempo geológica, que se mideen millones de años. Ha habido épocasfrías (glaciaciones), y otras más cálidas (in-terglaciaciones). En el último millón deaños, se han dado ocho ciclos de glacia-ciones-interglaciaciones, debidos funda-mentalmente a cambios en la órbita de laTierra alrededor del Sol. El periodo inter-glacial en que vivimos empezó hace unos10.000 años. El calentamiento fue rápi-do, de unos 8ºC en tan solo 1.500 años,lo que llevó a la fusión de gran parte delhielo y a un considerable ascenso en elnivel de los mares. Esto permitió, a su vez,la última fase de la evolución de la vida,hasta como la conocemos hoy. Si nos re-ferimos a los últimos mil años, el clima havariado mucho menos. Se dispone de va-rias estimaciones de la temperatura en elhemisferio norte, cada una de las cualesda un cambio de temperatura diferente.De acuerdo con la estimación más acep-tada, parece que hubo un calentamientosignificativo entre los años 900 y 1100,que permitió, por ejemplo, la colonización

e n e r g í a y m e d i o a m b i e n t e

.31.

de Islandia y Groenlandia (periodo tem-plado medieval). Después siguió un lige-ro enfriamiento, de unos 0,2ºC en la tem-peratura media, entre los años 1100 y1400, y un nuevo enfriamiento más se-vero, de unos 0,4ºC, entre 1400 y 1900(lo que se ha denominado “pequeña edaddel hielo”, reflejada incluso en el trabajode algunos famosos pintores). A partir de1850 se dispone de un registro más fia-ble, y existen medidas sistemáticas en elúltimo siglo y medio, si bien muy res-tringidas en el espacio, casi locales. En es-tos últimos 150 años, la estimación másfiable es que la temperatura ha subidounos 0,8ºC, es decir, estaría sólo 0,2ºC porencima de la del año 900. Este incre-mento se ha producido de forma acusa-da en dos periodos, desde 1910 a 1945y desde 1975 a 2000, ascendiendo 0,4ºCen cada uno de ellos. Actualmente seacepta que la temperatura del planeta es-tá subiendo ligeramente, y que esto pue-de deberse al denominado “efecto inver-nadero”, aunque también se consideranotros posibles motivos. Por ejemplo, el in-cremento de temperatura ocurrido entre1910 y 1945 es difícilmente justificablepor la emisión de gases de efecto inver-nadero, cuyo incremento se produce cla-ramente a partir de 1950. El brillo solarparece haber aumentado en los últimos200 ó 300 años, siendo esto responsablede un aumento de temperaturas de 0,4ºC.La radiación solar también ha au-mentado en los últimos 30años. En general, la activi-dad solar y la posiciónde la Tierra puedenafectar a la temperaturaglobal del planeta másque el aumento de efectoinvernadero.

En el últimomillón de años, se

han dado ocho ciclosde glaciaciones-interglaciaciones


28¿Cuál es la evolución previsible del cambio climático?

ESTA PREGUNTA es difícil de contestar ya que existen varios escenarios po-sibles, que combinados con diferentes modelos que consideran distintos efec-tos e influencias de las variables que contribuyen al aumento de la tempera-tura, dan más de cuarenta posibilidades distintas, ninguna claramente supe-rior o mejor respaldada que las otras. De hecho, la mayoría de las primeras pre-visiones, hechas en los años 80, han tenido que ser modificadas a la baja cuan-do se han comparado con los datos del año 2000. En resumen, si nos ba-samos en una proyección del llamado efecto invernadero, puede predecirse queentre los años 2000 y 2100 la temperatura aumentará entre 1 y 5 ºC, aun-que lo más probable es que este aumento no pase de 1,5ºC. Esto se tradu-ciría en un aumento del nivel del mar de unos 15 cm. Sin embargo, haymuchas incógnitas aún por resolver. En principio, el CO2 afecta menos de lo

predicho hace 10 años. Hay otros factores que ha-cen variar la temperatura como por ejemplo las emi-siones de aerosoles. No está claro el papel de las nu-bes, aunque se sabe que influyen mucho en la tem-peratura del planeta, probablemente mitigando la po-sible subida de temperatura. Puede haber otras cau-sas distintas del efecto invernadero que expliquenel aumento de temperatura observado. Por ejemplo,la radiación solar ha aumentado en los últimos 30años, y se la hace responsable del 40% del incre-mento de la temperatura observada en el planeta.Otra cuestión, no menos importante, es el efecto quetendría un aumento de la temperatura global. Lasprevisiones más comunes son catastróficas, como unagran subida del nivel del mar, caos climático con nu-merosos incidentes y agentes meteorológicos extre-mos, a menudo enfrentados (inundaciones, sequías,ciclones, etc.). Muchos científicos dudan de este es-cenario. De hecho, lo más probable es que aparez-ca un clima más benigno, que dé lugar a más tie-rra cultivable y más productiva.

.32.

.33.

29¿Qué es elefecto

invernadero?

LA TIERRA RECIBE energía radiante del Sol. Par-te de esta radiación es absorbida y parte es refle-jada al espacio. Se entiende por “efecto inverna-dero” el efecto provocado por ciertos gases pre-sentes en la atmósfera de la Tierra que hacen queparte de la radiación solar que sería reflejada alespacio sea absorbida por dichos gases, a una cier-ta longitud de onda. El efecto invernadero es be-

neficioso, ya que se estima que sin él la temperatura de la Tierra seríaunos 33ºC inferior a la actual, y por lo tanto no habría vida sobre la Tie-rra. El problema puede venir de “un exceso” de efecto invernadero. Dehecho, actualmente se acepta que se está produciendo este exceso, quese atribuye fundamentalmente al CO2 generado por la combustión de lamadera, el petróleo y el carbón, y que estaría llevando a un aumento dela temperatura global del planeta. Hay otros gases que también generanefecto invernadero, como el vapor de agua, el metano, los óxidos de ni-trógeno, los fluoroclorocarbonados, etc. Teniendo en cuenta que el CO2 su-pone el 60% de los gases con efecto invernadero, se admite que el aumentode las emisiones se debe en un 80% a la actividad humana (origen an-tropogénico), mientras que el otro 20% se asigna a la deforestación y afenómenos naturales (emisiones volcánicas, incendios). Del CO2 emitido,alrededor del 60% es absorbido por el agua de los océanos, o es utiliza-do y fijado por las plantas para crecer gracias a la fotosíntesis. El 40%restante es el responsable del aumento de concentración de CO2 en la at-mósfera, con el consiguiente efecto invernadero asociado. El nivel de CO2en la atmósfera ha variado mucho en diferentes épocas. Desde que tene-mos medidas fiables, la concentración de CO2 ha aumentado moderada-mente en los últimos 150 años, pasando de 280 ppm en 1850 hasta 370ppm en el año 2000. Este aumento, más del 30% sobre la cifra de parti-da, ha sido prácticamente lineal, a pesar de que el aumento de las emi-siones, sobre todo en los últimos 30 años, es casi exponencial. Esto quie-re decir que el ambiente, el planeta, parece capaz de metabolizar granparte del exceso de CO2 generado. No obstante, algunos científicos opi-nan que este equilibrio puede romperse bruscamente, aunque no se apor-tan pruebas concluyentes. Al efecto invernadero se le hace responsable delaumento de temperatura del planeta (véase pregunta 27).

30¿Cómo se puede disminuirla emisión de CO2 y qué

puede hacer la Biotecnología para ello?

LA DISMINUCIÓN de las emisiones de CO2 pasa por cambiar la propor-ción entre los diversos métodos utilizados para generar la energía primariaconsumida por la actividad humana. La mayor parte del CO2 generadopor la actividad humana (antropogénico) se genera en los procesos de com-bustión de los llamados “combustibles fósiles” (petróleo, carbón y gas na-tural) para obtener energía. Con la tecnología actual, para reducir el em-pleo de estos combustibles fósiles solo cabe obtener más energía de ori-gen nuclear y de fuentes renovables (hidráulica, eólica, solar, etc.). Sinembargo, en su estado actual de desarrollo las fuentes alternativas explo-tadas al máximo no pueden proporcionar más del 15% del consumo totalde energía primaria. Un cambio tecnológico radical podría hacer eficientela energía solar fotovoltaica, o la energía de fusión nuclear, pero eso noes predecible. El alcance de la Biotecnología en este campo es moderado.Se ha apuntado la posibilidad de utilizar combustibles obtenidos a partirde plantas cultivadas, ya que de esta forma la cantidad de CO2 produci-do al quemar estos combustibles sería aproximadamente igual a la canti-dad de CO2 tomado de la atmósfera para el crecimiento de estas plantas.

Puede pensarse en plantas de cre-cimiento rápido que serían luegoconvertidas (o sus frutos) en bio-combustibles por procedimientosbiotecnológicos (bioetanol, por fer-mentación) o químicos (biodiesel,por transesterificación de aceites)(véase pregunta 33). Aunque esmuy difícil que estos combustiblespuedan competir todavía en igual-dad de condiciones con el petróleoy sus derivados, poco a poco vanutilizándose como una alternativa.

.34.


31.35.

¿Cómo puede ayudar laBiotecnología en la limpieza de

los derrames de petróleo?

EL PETRÓLEO es uno de los contaminantes orgánicos másimportantes, particularmente en el mar, al que se viertenvarios millones de toneladas al año por diversas prácti-cas y accidentes. Hay varios factores que limitan la bio-

degradación del petróleo, entre los que destacan su com-posición química (tiene mucho carbono y bastante azufre,

pero muy poco nitrógeno y fósforo en formas asimilables por losmicroorganismos), su gran insolubilidad en agua y la necesidad de quehaya oxígeno disponible para que el proceso degradativo ocurra con rapi-dez. Existen diversas estrategias que permiten explotar la capacidad micro-biana de asimilar hidrocarburos para facilitar la limpieza de suelos o aguascontaminadas por petróleo. Dado que casi todos los ecosistemas contie-nen microorganismos capaces de degradar hidrocarburos, generalmente nohace falta añadir microorganismos nuevos o traídos de otro lugar (bioin-cremento), sino que basta con facilitar y estimular el crecimiento de aque-llos que estén presentes en la zona contaminada (bioestimulación). Para elloes muy importante suministrar nutrientes que aporten nitrógeno y de fós-foro, preferentemente en forma de mezclas oleofílicas (hidrofóbicas) quese dispersen bien en el petróleo. También es importante facilitar la pre-sencia de suficiente oxígeno para facilitar la degradación aeróbica, máseficiente y rápida que la anaeróbica. La adición de microorganismos no sue-le dar buenos resultados, probablemente porque no suelen ser competiti-vos cuando se les inocula en otro ambiente diferente del que proceden. Hayque tener en cuenta que estos métodos, aunque eficaces, tienen sus limi-taciones. Una de ellas es la velocidad de degradación, que depende engran medida de la temperatura y condiciones físico-químicas del lugar.Otro problema es que el petróleo contiene compuestos muy resistentes ala biodegradación. Finalmente, la degradación no será igual de eficienteen todos los lugares. En una playa, por ejemplo, la mayor parte de loshidrocarburos que se encuentren al aire libre terminarán siendo metaboli-zados por diferentes microorganismos, pero el petróleo que se filtre a ca-pas más profundas de la arena o que pase a los sedimentos marinos, per-sistirá durante mucho más tiempo.

Los ecosistemascontienen

microorganismoscapaces de degradar

hidrocarburos

32¿Qué es la lluvia áciday cómo puede reducirse

por Biotecnología?

CUANDO SE QUEMA petróleo ocarbón, por ejemplo para obtenerenergía, los distintos compuestosazufrados que contienen se trans-forman en óxidos de azufre. Alevaporarse, estos óxidos se disuel-ven en el agua de la atmósfera, y se transforman en ácidos. Cuando esteagua acidificada cae en forma de lluvia, deposita los ácidos correspondien-tes en el suelo, el mar, etc. Por ello, en la mayoría de los países la legisla-ción actual obliga a que se eliminen estos compuestos azufrados de los com-bustibles fósiles hasta donde sea posible antes de su combustión. Esto esmuy difícil de hacer en el caso del carbón, pero es algo más sencillo en elpetróleo, para el que se utiliza un tratamiento químico que se conoce co-mo hidrodesulfuración. Sin embargo, una fracción del azufre contenido enel petróleo en forma de compuestos aromáticos (tiofenos, benzotiofenos,dibenzotiofenos, etc.) no se elimina fácilmente con la hidrodesulfuración, ypor ello se ha estudiado la alternativa biotecnológica de la biodesulfura-ción. Esta técnica se basa en el uso de microorganismos capaces de elimi-nar el azufre de estos compuestos sin reducir su poder energético. Algu-nas compañías petroleras han utilizado ya estos microorganismos en plan-tas piloto para reducir los niveles de azufre del diesel. Mediante ingenieríagenética se están desarrollando bacterias más eficaces para la biodesulfura-ción. Sin embargo, esta tecnología se considera actualmente más como unaestrategia complementaria que como una alternativa al proceso de hidro-desulfuración.

.36.


33EN SU ACEPCIÓN más amplia, el término biocombustible se refiere a cual-quier combustible de origen biológico, como por ejemplo la madera. Sin em-bargo, suele utilizarse una acepción más restringida, de forma que se re-serva para denominar a los biocarburantes (bioetanol y biodiesel) y al bio-gás. Aunque la mayor parte del etanol que se genera actualmente procededel petróleo, cada día se produce más etanol de origen biológico, que se de-nomina bioetanol. El etanol de origen biológico tiene una importancia cre-ciente como sustituto de las gasolinas convencionales o para la obtención dealguno de sus componentes esenciales, como el ETBE (etil ter-butil éter).El bioetanol se produce por fermentación anaeróbica de la materia vegetal.Este proceso consta de dos etapas fundamentales: la hidrólisis para liberar losazucares de la materia vegetal (sacarificar) y la fermentación de los azuca-res obtenidos. El biodiesel también es un producto de origen vegetal, quese obtiene a partir de aceites vegetales (girasol, colza, maíz), frescos y usa-dos, mediante un proceso de transesterificación. En este proceso, la gliceri-na unida a los ácidos grasos en el aceite se sustituye por metanol, dando lu-gar a un producto de características muy similares al gasóleo convencional,y a glicerina como subproducto. La sustitución de carburantes convencionalespor biocarburantes supone una disminución de las emisiones gaseosas con-taminantes (óxidos de azufre, partículas de sulfatos) en el sector del trans-porte. Además, por ser biodegradables, disminuye el nivel del impacto am-biental de vertidos accidentales. Los cultivos de los vegetales que se usan co-mo materia prima (cultivos energéticos) evitan la erosión y degradación detierras de cultivo abandonadas para fines alimentarios. El mayor beneficiode estos productos es que su contribución al aumento de gases con efec-to invernadero en la atmósfera es prácticamente nula, ya que el CO2 ge-nerado durante su combustión ha sido fijado previamente por la planta ensu crecimiento. El biogás está compuesto por mezclas de metano (50-80%)y CO2 (50-20%). Se obtiene por la acción de microorganismos anaerobiossobre residuos biodegradables como los ganaderos, los lodos de depuradorade aguas residuales, y las corrientes residuales generadas en la industria agro-alimentaria y papelera. El uso de biogás como combustible también supo-ne una contribución despreciable al aumento de gases con efecto inverna-dero.

.37.

¿Qué son los biocombustiblesy que ventajas tienen?

.38.

34¿Cómo se puede aprovechar labiomasa para producir energía?

DE FORMA genérica, se entiende por biomasa cualquier tipo de materiaviva, ya sea animal, vegetal o microorganismos. Sin embargo, el término bio-masa suele emplearse de forma más restringida para referirse a cualquiertipo de materia vegetal. Se estima que si la biomasa total que se generaen el mundo se utilizara con fines energéticos, se cubriría 8 veces la de-manda energética total del planeta. Actualmente sólo se usa alrededor deun 7% de la biomasa producida. Durante milenios, la humanidad ha ex-plotado la energía solar almacenada en forma de biomasa usándola comocombustible y únicamente en los últimos siglos ha sido sustituida por com-bustibles fósiles. En la época actual la opción de la biomasa resurge confuerza atendiendo a criterios ambientales. Es un recurso renovable y, portanto, de gran interés por razones de sostenibilidad. La combustión de labiomasa no contribuye al aumento de gases con efecto invernadero por-que el CO2 desprendido en su combustión ha sido previamente fijado porla planta en su crecimiento. Actualmente, la mayor parte de la biomasase consume por combustión directa para producir energía térmica y eléc-trica. También se está realizando un gran esfuerzo para conseguir otros com-bustibles líquidos y gaseosos (biocarburantes) y otros productos de graninterés para la industria química mediante tratamientos térmicos y bioló-gicos de la biomasa.

35¿Se puedeobtener

energía delos

residuosurbanos?

LA BIOLOTECNOLOGÍA puede utilizarse para obtenerenergía de los residuos urbanos. Uno de los compo-nentes mayoritarios de los residuos sólidos urbanos esla fracción de materia orgánica. Esta fracción orgánica esfácilmente biodegradable. Mediante un proceso de di-gestión anaerobia las bacterías pueden degradar la ma-teria orgánica para transformarla en biogás (mezcla demetano y CO2) (véase pregunta 43). El biogás es unafuente renovable de energía que puede convertirse enenergía calorífica y energía eléctrica utilizando la tec-nología adecuada. El poder calorífico del biogás es se-mejante al de otros combustibles convencionales, comopor ejemplo, el gas ciudad. La metanización de la FMO(fracción de materia orgánica) recogida selectivamente yase está llevando a cabo en algunas grandes ciudades.


.40.

36SE DICE QUE una tecnología eslimpia (verde o ecológica) cuan-do su aplicación genera poca oninguna contaminación ambien-tal. La reducción de la contami-nación se puede conseguir dedistintas maneras. A veces bas-ta con optimizar la tecnologíade producción para generar me-nos residuos, tratar de incluirproductos menos tóxicos y másbiodegradables en el proceso, oquizás mejorar el reciclado delos productos de desecho. Sinembargo, otras veces la opciónde reducir la contaminación pa-sa por cambiar completamentela tecnología. En muchas oca-siones los procesos químicos,que por lo general son muycontaminantes, pueden sustituir-se por procesos de biotransfo-mación gracias a la Biotecnolo-gía. La Biotecnología tambiénpuede contribuir al reciclado yeliminación de los productos dedesecho. En términos generales,el uso de la Biotecnología en al-guna de las etapas de la cade-na de producción contribuye aque el proceso sea más respe-tuoso con el medio ambiente.

¿Qué son lastecnologíaslimpias o verdes?

La Biotecnologíapuede sustituir

completamente amuchos procesos

químicos

t e c n o l o g í a s l i m p i a s

.41.

37EN UN SENTIDO amplio se entiende por biotransformación todo procesobiológico mediante el cual una sustancia se transforma en otra diferente. Sepuede decir que la vida surge como resultado de la conjunción de múlti-ples procesos de biotransformación. En un sentido restringido se aplica eltérmino de biotransformación a los procesos diseñados para la producciónde compuestos mediante el empleo de un organismo completo o de un sis-tema enzimático. Muchos productos químicos y farmacéuticos son difíci-les de obtener por síntesis química pero sin embargo resultan sencillos deproducir para los seres vivos o sus enzimas. Por ejemplo, algunas vitami-nas, antibióticos, aminoácidos, y hormonas esteroides se obtienen por pro-cesos de biotransformación. A veces la síntesis química se combina con lasíntesis biológica originando lo que se denomina procesos de semisíntesis.Los procesos de biotransformación tienen la ventaja de ser menos conta-minantes que los procesos químicos ya que utilizan materiales biodegra-dables y por lo general se llevan a cabo en medios acuosos y a baja tem-peratura. Existen muchas formas diferentes de llevar a cabo los procesosde biotransformación, diseñándose bioreactores específicos para cada caso.Por ejemplo, muchos de estos procesos se suelen llevar a cabo con enzi-mas solubles o inmovilizadas en un soporte, lo que permite realizar pro-cesos en continuo, pero en ocasiones también se utilizan células enterasprocariotas o eucariotas, ya sea en crecimiento o en reposo, en suspen-sión o inmovilizadas. Los procesos de biotransformación pueden ser muyútiles para reciclar sustancias de desecho de las industrias y originar pro-ductos de mayor valor añadido.

¿Qué son los procesos debiotransformación?

Los procesos de

biotransformación sonmenos contaminantes

que los procesosquímicos

.42.

38¿Que son los

biomateriales?SE DENOMINAN biomaterialesa los materiales que tienen unorigen biológico. Aunque ensentido amplio se pueden con-siderar biomateriales a muchascosas, como la madera, las fi-bras naturales, los tejidos utili-zados para los transplantes, olos huesos artificiales, este tér-mino se ha acuñado funda-mentalmente a raíz de la aparición en el mercado de los denominados bio-plásticos. Los bioplásticos son polímeros constituidos por ácidos orgánicosnaturales de distinto tamaño (polihidroxialcanoatos o PHAs), y entre estoslos más utilizados son los derivados del ácido butírico (polihidroxibutira-tos o PHBs). Estos polímeros se producen como sustancias de reserva enmuchas bacterias y una vez extraídos pueden utilizarse para construir dis-tintos materiales, desde envases hasta prótesis o hilos de uso quirúrgico. Portratarse de polímeros naturales los envases son más fácilmente biodegra-dables y por lo tanto menos contaminantes. Se emplean en cirugía por-que estos polímeros pueden ser reabsorbidos con el paso del tiempo porel organismo. Algunos polímeros obtenidos por síntesis química, como losderivados del ácido láctico (polilactatos), también se suelen clasificar co-mo biomateriales por ser igualmente biodegradables. Los polímeros biode-gradables pueden tener utilidad en terapéutica porque sirven para diseñarcápsulas que liberan lentamente los fármacos a medida que se van de-gradando. Como el mayor inconveniente para el uso de estos bioplásticoses su alto coste, actualmente se están diseñando plantas transgénicas pa-ra producirlos a un precio más asequible.


.43.

39¿Qué es la biolixiviación?EN UN SENTIDO AMPLIO, la biolixiviación es un proceso de solubiliza-ción de metales promovido por microorganismos. La biolixiviación es unproceso natural que tiene connotaciones medioambientales positivas ensu uso para la biominería (extracción de minerales mediante el uso de mi-croorganismos) y negativas por la formación de aguas ácidas de minas ypor la contaminación de acuíferos con metales pesados. En un sentidorestringido, el término de biolixiviación se aplica a los procesos biotecno-lógicos basados en los mecanismos de obtención de energía de algunos mi-croorganismos capaces de oxidar sulfuros metálicos, facilitando la solubili-zación de metales y permitiendo el desarrollo de la biominería.

La biolixiviaciónes un proceso desolubilización de

metales promovido pormicroorganismos

40LA BIOTECNOLOGÍA suele emplearse sobre residuos de distinto tipo paraobtener una revalorización de los mismos, para su reciclaje propiamentedicho, o para eliminar componentes tóxicos. El tratamiento biológico de re-siduos se utiliza fundamentalmente sobre residuos de origen orgánico y tie-ne dos líneas principales de aprovechamiento: la producción de biogás porfermentación anaerobia (en ausencia de oxígeno) y la producción de com-

post por fermentación aeróbica (enpresencia de oxígeno). Un ejemploclaro, aunque no el único, es el de lasdepuradoras biológicas de aguas resi-duales de las ciudades. Algunos tiposde residuos también pueden ser uti-lizados para la extracción de sustan-cias biológicas (enzimas, vitaminas,aceites, etc.) de gran valor añadido.Por otro lado, los biofiltros permiteneliminar componentes indeseables deresiduos gaseosos, por ejemplo de hu-mos procedentes de fábricas. En loque se refiere a residuos inorgánicos,existen tratamientos biológicos paratransformar el anhídrido sulfúrico pro-cedente de las refinerías de petróleoen azufre para su posterior aplicaciónen otros sectores industriales. Otroejemplo importante es el tratamientode residuos con altas concentracionesde metales pesados, donde la Biotec-nología puede ayudar a inmovilizar,separar o volatilizar estos metales (verpreguntas anteriores 22 y 23).

.44.

¿Cómo puede contribuirla Biotecnología al

reciclado de residuos?


41EL COMPOSTAJE ES un proceso de descomposición microbiana de mate-ria orgánica bajo condiciones controladas mediante el cual se genera el com-post. Suele utilizarse sobre materiales vegetales con un contenido modera-do en lignina (típicamente paja de cereales u otros subproductos agríco-las), y también para tratar lodos de depuradoras. Gran parte del compostse utiliza como enmienda orgánica del suelo en diferentes cultivos, y tam-bién para la producción de hongos comestibles (principalmente champiño-nes), aportándoles biomasa microbiana fácilmente asimilable . Cuanto ma-yor es la cantidad de lignina del material vegetal utilizado más difícil essu compostaje, ya que la lignina (un polímero aromático que sólo es de-gradado por ciertos hongos) impide su transformación por los microorga-nismos. Entre los factores a considerar en la operación de compostaje se en-cuentra la relación de carbono a nitrógeno en la mezcla inicial, el conte-nido de humedad, la temperatura y el grado de aireación. Como los ma-teriales lignocelulósicos poseen una relación carbono/nitrógeno extremada-mente alta, los procesos de compostaje a menudo incluyen la adición deuna fuente de nitrógeno asimilable que estimula el crecimiento microbia-no y genera una materia orgánica estable enriquecida en nitrógeno. Da-das las limitaciones existentes para el uso de fertilizantes químicos, el com-post representa una importante vía alternativa para la fertilización del sue-lo utilizando abonos orgánicos. Al mismo tiempo, la eliminación de residuosagrícolas de las cosechas (principalmente paja de cereales) mediante el com-postaje supone una ventaja adicional, ya que la legislación actual prohibesu incineración en el campo.

¿Qué es el compostaje?.45.

.46.

EL COMPOSTAJE puede utilizarse co-mo técnica de biorremediación para eltratamiento de suelos o sedimentoscontaminados. Para ello basta conmezclar estos sedimentos con enmien-das orgánicas fácilmente degradables,como paja, estiércol o pienso, y man-tener la mezcla en montones o pilasbajo condiciones controladas de hu-medad y aireación. Aunque el com-postaje tiene una larga tradición en eltratamiento de residuos agrícolas y do-mésticos, sólo recientemente se ha em-pezado a utilizar para el tratamientode sustancias tóxicas. Durante la de-gradación aeróbica de esos materialesorgánicos, que va acompañada de la

producción de calor (alcanzándose temperaturas de 45ºC), se desarrollan comunidades mi-crobianas capaces de degradar diversas sustancias tóxicas presentes en el suelo. Esta téc-nica ya se ha utilizado para la biorremediación de explosivos, clorofenoles, hidrocarburosy pesticidas. El compost madurado previamente puede utilizarse también como enmienda,contribuyendo con nutrientes y microorganismos al proceso de biodegradación.

El compostaje seha empezado autilizar para eltratamiento de

sustancias tóxicas

42¿Se puedeutilizar el compostajecomo técnica debiorremediación?


43.47.

¿Cómo se utilizan los residuos

industriales para la producción de biogás?

EN LA PRODUCCIÓN de biogás se utilizan residuos ganaderos, lodos dedepuradora, efluentes de la industria agroalimentaria y papelera y, en al-gunas ocasiones, la fracción orgánica de los residuos sólidos urbanos (vé-ase pregunta 35). La generación de biogás tiene especial sentido económicoen las explotaciones ganaderas intensivas, ya que generan un gran volumende efluentes líquidos o semilíquidos por la gran cantidad de agua queutilizan para alimentación y limpieza. Los lodos de depuradora también sonuna materia prima interesante para la producción de biogás. Además, deesta manera se estabilizan, se disminuye su vo-lumen, y su manejo resulta más fácil. No obs-tante, para que este procedimiento tenga in-terés económico es preciso que el volumen delodos disponible sea elevado. Los efluentes deinstalaciones industriales procedentes de secto-res como el cervecero, azucarero, conservero, al-coholero, derivados lácteos, oleico y papelerotienen una elevada carga orgánica y la gene-ración de gas mediante su tratamiento anae-robio es sencilla. La fracción orgánica de los re-siduos sólidos urbanos se aprovecha actual-mente de manera indirecta en los vertederoscontrolados. La correcta gestión de un verte-dero de residuos exige extraer el biogás gene-rado a través de un sistema de captación. Conla implantación de la separación en origen dela fracción orgánica de los residuos urbanos sedispone de grandes volúmenes de residuos or-gánicos susceptibles de ser tratados en fermen-tadores anaerobios. Sin embargo, de momentoparece más atractivo procesar estos residuos me-diante compostaje.

44¿Qué esel biopulpeo?SE ENTIENDE POR BIOPULPEO (o biopasteo) la aplicación de métodos bio-tecnológicos para la fabricación de pasta de papel. El objetivo es aplicartecnologías respetuosas con el medio ambiente como alternativa a los pro-cesos industriales tradicionales, que a menudo son contaminantes y conun elevado coste energético. El biopulpeo incluye tanto la eliminación par-cial de la lignina u otras materias primas lignocelulósicas de la maderaque actúan como cemento entre las fibras celulósicas que formarán el pa-pel (biopulpeo en sentido estricto), como la eliminación y decoloración dela lignina residual oxidada responsable del color de la pasta de papel (bio-blanqueo). Los organismos ligninolíticos (hongos que degradan la lignina,permitiendo el reciclado del carbono en los bosques) y sus enzimas de-gradadoras, son las herramientas biotecnológicas utilizadas para eliminarla lignina (un polímero aromático muy resistente a la biodegradación) deestos materiales. Además de la eliminación de la lignina, el biopulpeo pue-de aportar otras ventajas, como la destrucción de compuestos lipofílicosde la madera (triglicéridos, esteroles, etc.) que causan pérdidas económicasdebido a la formación de depósitos en la pasta, y en la maquinaria. Lafabricación de pasta de papel representa el principal uso no alimentariode la biomasa vegetal, y el cloro ha sido el reactivo tradicional para el blan-queo de esta pasta a pesar de que genera enormes vertidos de productosfuertemente tóxicos al medio acuático. Por lo tanto, el potencial de laBiotecnología en este campo resulta especialmente relevante dado que ayu-da a limitar el impacto ambiental de esta actividad industrial.

.48.

El biopulpeoayuda a limitar el

impacto ambiental dela industria papelera


.49.

45¿Qué son los detergentesbiodegradables?

SE DENOMINAN detergentes biodegradables a aquellos que en su com-posición incluyen sustancias que son fácilmente degradables por los mi-croorganismos y que por lo tanto ocasionan una menor contaminación am-biental. Los detergentes modernos, además de sustancias tensioactivas ob-tenidas por síntesis química, incluyen en su composición enzimas comolipasas, peptidasas y amilasas cada vez más eficaces que ayudan a limpiarla materia orgánica. Por su naturaleza proteica las enzimas son fácilmentebiodegradables y causan una baja contaminación. Sin embargo, los ten-sioactivos de síntesis suelen ser más persistentes, ocasionado mayores pro-blemas de contaminación. Por ello, en los detergentes debe favorecerse elempleo de compuestos tensioactivos de origen biológico como los biosur-factantes (véase pregunta 14), o de síntesis química que puedan ser fácil-mente destruidos y metabolizados por los microorganismos.

Muchos detergentes

incluyen enzimas en su composición

4647

¿Qué es un OGM?

¿Sobreviven bien los OGMsliberados al medio ambiente?

OGM ES LA ABREVIATURA que corresponde a Organismo GenéticamenteModificado. En sentido estricto sólo se considera OGM al organismo cuyogenoma ha sido modificado mediante técnicas de Ingeniería Genética (tam-bién llamadas técnicas de ADN recombinante). Es decir, un OGM es unorganismo en el que mediante Ingeniería Genética se ha introducido ensu genoma nuevos genes provenientes de otros organismos o se han mo-dificado los genes propios. En general, un OGM posee una combinaciónnueva de material genético que le confiere nuevas propiedades respecto asu predecesor. Actualmente es posible obtener OGMs de muchos tipos deseres vivos, tanto de microorganismos como de plantas o animales. Es im-portante tener en cuenta que cuando el genoma de un organismo se mo-difica por otras técnicas distintas a las de la Ingeniería Genética, el nuevoorganismo ya no se considera un OGM.

POR AHORA, LOS ÚNICOS OGMs que se han liberado al medio ambien-te y sobre los que se tienen más datos acerca de su comportamiento encondiciones reales son las denominadas plantas transgénicas. Con los ani-males transgénicos no hay experiencia de liberación. Con los microorga-nismos modificados genéticamente se han realizado un número significa-tivo de experimentos piloto de liberaciones en condiciones muy conteni-das y controladas. En general, los OGMs liberados al medio ambiente secomportan de manera similar a sus organismos parentales no manipula-dos. Sin embargo, hay que señalar que actualmente se está trabajandopara conseguir OGMs que se comporten mejor que sus organismos paren-tales, y así se están haciendo plantas transgénicas que puedan cultivarseen condiciones extremas de salinidad y sequía, así como plantas que pue-den adaptarse a terrenos especialmente contaminados para su uso en fi-torremediación (véase pregunta 21) y microorganismos que degraden loscompuestos tóxicos recalcitrantes.

.51.

O G M s y m e d i o a m b i e n t e

48¿Pueden los OGMs disminuir la biodiversidad

LOS OGMS NO DISMINUYEN la biodiversidad si se hace un uso adecua-do de ellos. En lo que se refiere a los microorganismos, que tienen unaalta tasa de transferencia de caracteres, es imposible disminuir su diversi-dad mediante el desarrollo de OGMs, si acaso, se incrementaría. El riesgopuede surgir en el sector de las plantas cultivadas, donde debido al usode las técnicas de mejora tradicionales, la diversidad ha ido progresivamen-te disminuyendo con el paso del tiempo, ya que los mejoradores buscanconstantemente nuevas variedades con mejores propiedades para sustituir alas ya existentes, y eso conlleva una disminución de las variedades autóc-tonas en favor de las más productivas. El trabajo con OGMs acorta enor-memente el tiempo necesario para obtener una nueva variedad, ya que laBiotecnología ha conseguido saltar algunas de las barreras naturales quehacen que los procesos de mejora genética tradicional sean lentos y queincluso no permitan la obtención de determinados caracteres beneficiosos enun nuevo organismo. El riesgo para la biodiversidad estaría en cualquiercaso limitado a las plantas cultivadas y podría provenir de una planifica-ción torpe de las nuevas variedades de OGMs que redujese todavía más elabanico de posibilidades disponibles para el agricultor. Debido a que la apa-rición de estas técnicas es muy reciente, el número de especies capaces deser modificadas genéticamente es todavía reducido. Por tanto, aquellos OGMsque aporten unos caracteres extremadamente beneficiosos podrían quedar-se sin competidores, o incluso ocupar zonas donde tradicionalmente se hanvenido utilizando otro tipo de organismos. Por otro lado, si el uso de losOGMs es inteligente y adecuado, la biodiversidad podría incrementarse tras-pasando a las plantas de interés agrícola algunas cualidades beneficiosas queposeen especies silvestres consideradas marginales o sin interés, como porejemplo caracteres que confieren resistencia a la sequía o a las plagas. Es-

ta labor de búsqueda en la naturaleza de nuevos caracteresbeneficiosos ha motivado que se estudien, clasifiquen y al-macenen para su posterior uso muchos organismos silves-tres en lo que se denomina bancos de germoplasma, lo quesupone en definitiva una protección de estas especies. Paraprevenir y contrarrestar la posible disminución de biodiver-sidad provocada por la reducción de especies cultivadas de-berían intensificarse mundialmente los planes de recolección,conservación, caracterización y evaluación de germoplasma.

.52.


.53.

49¿Puedenlos OGMs alterar los

ecosistemas?

CUALQUIER ORGANISMO vivo, sea o no un OGM, puede alterar en ma-yor o menor medida un ecosistema cuando se introduce en el mismo deforma inadecuada. La alteración del ecosistema estará principalmente con-dicionada por las propiedades del organismo introducido, por sus posibili-dades de supervivencia y por su capacidad reproductora. Son bien cono-cidos algunos desastres ecológicos ocasionados por la introducción inade-cuada de animales y plantas silvestres en algunas zonas del planeta don-de antes no habitaban. En el caso de las plantas transgénicas existen dostipos de posibles alteraciones de los ecosistemas por su utilización a cor-to y medio plazo. A corto plazo, el cultivo de OGMs puede reducir el nú-mero de variedades cultivadas (biodiversidad) (véase pregunta 48). A me-dio plazo, se podría producir la dispersión de los genes introducidos enlos OMGs a las variedades de plantas cultivadas tradicionales o a las es-pecies silvestres, produciendo alteraciones no deseadas en su comporta-

miento (contaminación genética) (véase pregunta 50).Ya se ha comentado cómo se debe evitar la posibleperdida de biodiversidad. Para evitar que se produz-can alteraciones no deseadas del ecosistema hay queaumentar los conocimientos sobre las propiedades delos genes que se van a insertar en el OGM y eva-luar previamente mediante experimentos de liberacióncontrolados los posibles riesgos medioambientales desu utilización. En cualquier caso, hay que saber queestos riesgos no son muy diferentes de los que sepueden producir con el uso de las variedades deplantas obtenidas de forma tradicional. Desde el na-cimiento de la agricultura hace más de diez mil años,el hombre ha modificado los ecosistemas reducien-do la biodiversidad de plantas y animales al selec-cionar las especies con las que satisfacer sus nece-sidades de alimento. Recientemente, el conocimien-to de los problemas ambientales derivados de la agri-cultura intensiva ha dado lugar al nacimiento de laagricultura sostenible, que trata de compatibilizar laproducción de alimentos con la conservación de losecosistemas como única forma de asegurar la su-pervivencia y el bienestar de las generaciones futuras.Por eso es necesaria la integración de los OGMs enel ámbito de la agricultura sostenible y la supervisiónde Comités de Bioseguridad internacionales e inde-pendientes que permitan el uso de los mismos sólocuando los beneficios superen ampliamente los po-sibles riesgos de su utilización.

.54.


50¿Qué es lacontaminación genética

y como puede evitarse?CONTAMINACIÓN GÉNÉTICA es untérmino que se aplica al fenómeno detransferencia del material genéticotransgénico (transgenes) desde un OGMa otros organismos del ecosistema. Re-firiéndose específicamente a las plantas,se denomina contaminación genéticaa la posibilidad de que el polen pro-ducido por una planta de un cultivotransgénico fecunde las flores de otraplanta de un cultivo no transgénico. Latransferencia del material genético en-tre plantas es un fenómeno natural quese produce también entre plantas notransgénicas, si bien en ese caso no sehabla de contaminación genética, sinode evolución o diversificación de las es-pecies. Para evitar la contaminación ge-nética se han estudiado tecnologíascomo la denominada "Terminator", quedaría lugar a plantas transgénicas queproducen semillas que son incapaces degerminar y de producir nuevas plantas,si bien esta tecnología no ha llegadoa ser comercialmente utilizada. En elcaso de los microorganismos transgé-nicos, se han desarrollado tecnologíasde contención genética y biológica (co-loquialmente conocidas como bacteriassuicidas) para impedir la transferencia delos transgenes, si bien la gran capaci-

51¿Pueden diseñarseOGMs para descontaminar el medio ambiente?

LOS OGMS PUEDEN diseñarse para descontaminar distintosecosistemas. Las capacidades degradativas de los organis-mos se han utilizado con frecuencia para eliminar com-puestos contaminantes presentes en el medio ambiente.Sin embargo, en muchos casos es necesario optimizarestas capacidades degradativas para que el proceso sea máseficaz y económicamente rentable. Por otro lado, ciertoscompuestos contaminantes que no se encuentran de formanatural en el medio ambiente y son el resultado de la actividad in-dustrial (compuestos xenobióticos), requieren el diseño de nuevos meca-nismos que permitan su eliminación o su transformación en compuestosmenos contaminantes. En estos casos, la ingeniería genética permite ace-lerar el desarrollo de OGMs, fundamentalmente microorganismos y plantas,para descontaminar el medio ambiente. Así, se han desarrollado OGMscapaces de eliminar compuestos orgánicos altamente contaminantes talescomo los policlorobifenilos (PCBs), dioxinas, compuestos nitroaromáticos,etc. La bioacumulación de metales pesados, que constituye la principal cau-sa de contaminación del planeta, es otro ejemplo de la aplicación de OGMspara descontaminar el medio ambiente.

.55.

Los OGMs pueden diseñarse

para descontaminardistintos

ecosistemas

dad de mutagénesis de los microorganismos plantea ciertas limitacionesa estas tecnologías porque los microorganismos mutantes saltan las ba-rreras de contención. Para evitar la contaminación genética en las plan-tas es conveniente establecer las áreas de vulnerabilidad para cada OGMy para cada zona de cultivo. En particular habría que ser muy estrictoen el control de OGMs en aquellas zonas geográficas que sean centrosde diversidad genética para la especie del OGM en cuestión.

.56.

52¿Qué son losbiopesticidas y que relación

tienen los OGMs?LOS BIOPESTICIDAS o bioplaguicidas son productos de origen biológi-co que se utilizan para combatir las plagas producidas por insectos, hon-gos y otros organismos. En algunos casos, , se trata de sustancias queproducen las plantas de forma natural para defenderse del ataque delos insectos. Un biopesticida muy conocido es la denominada toxina Bt,una proteína producida por la bacteria Bacillus thuringiensis que se uti-liza en agricultura biológica como insecticida. Para combatir a los mi-croorganimos patógenos de las plantas se utilizan bacterias y hongos. Es-tos microorganismos producen sustancias que protegen a la planta me-diante diferentes mecanismos contra los patógenos invasores. A veceslos biopesticidas se extraen y pu-rifican del organismo productor an-tes de su uso, pero en otras oca-siones, como ocurre en el caso dela toxina Bt, se utiliza el microor-ganismo completo. La ventaja queofrecen estos productos sobre losplaguicidas sintéticos es que, portratarse de productos naturales, sonmás fácilmente biodegradables.Además, en las dosis normales es-tas sustancias no son tóxicas paralas personas y los animales.


Los biopesticidasson productosnaturales más

fácilmentebiodegradables

.57.

53¿Qué son losbiofertilizantesy que relacióntienen con losOGMs?COMO SU NOMBRE INDICA, los biofertilizantes son fertilizantes de ori-gen biológico. Estos fertilizantes están constituidos por microorganismoscapaces de proporcionar a la planta algunas sustancias que necesitanpara crecer mejor. La utilización de biofertilizantes tiene por objetivo re-ducir la contaminación que producen los fertilizantes químicos. Un ejem-plo de biofertilizante son los preparados que contienen bacterias deno-minadas Rizobios. Estas bacterias crean unos nódulos en simbiosis con lasraíces de algunas plantas y son capaces de asimilar el nitrógeno atmos-férico para transformarlo en nitrato. Algunas bacterias como Azotobactery Azospirillum producen sustancias que estimulan el crecimiento vegetaldenominadas fitohormonas. Algunos hongos denominados micorrízicos for-man una asociación simbiótica con las raíces de las plantas y puedenser muy útiles como biofertilizantes y bioprotectores. La Biotecnologíaestá contribuyendo al esclarecimiento de los mecanismos implicados en es-tos procesos de biofertilización y a la mejora de estos microorganismosmediante modificación genética, aunque por el momento no se utilizanOGMs como biofertilizantes.

Losbiofertilizantes

reducen la contaminaciónque producen los

fertilizantes químicos

.58.

54¿Pueden losalimentos

derivados deOGMs ocasionar

alergias oproblemas de

salud?HASTA LA FECHA no se ha podido encontrar ningún efecto alérgico osanitario causado por el consumo de alimentos derivados de los OGMsque se encuentran actualmente en el mercado. Todos ellos han supera-do satisfactoriamente todas las pruebas de evaluación de riesgos para lasalud a las que han sido sometidos, y así lo afirma la OrganizaciónMundial de la Salud (OMS). En principio, la transferencia a otros alimentosde genes de alimentos habitualmente alergénicos está totalmente desa-consejada, a menos que se pueda demostrar que las proteínas derivadasde esos genes no son alergénicas. Mientras que la alergenicidad de losalimentos preparados por métodos tradicionales no suele evaluarse nun-ca, los alimentos que contienen o derivan de OGMs son sometidos siem-pre a distintas pruebas de evaluación. Por otro lado, hay que saber quela Biotecnología puede contribuir a reducir la alergenicidad de algunosalimentos. Por ejemplo, la denominada tecnología de los "genes anti-sentido" sirve para reducir la producción de las proteínas alergénicas deun alimento. Las modificaciones genéticas que permiten cambiar las se-cuencias de aminoácidos de las proteínas alergénicas implicadas en la

reacción alérgica puede hacer que desaparezca la alergenicidad.También se pueden introducir genes en las plantas, como el

gen de la tiorredoxina, que incrementan la digestibilidad delos alergenos presentes en los alimentos. En lo que se re-fiere a la mejora de la salud, los OGMs permiten obte-ner alimentos mejorados en cuanto a su composición nu-

tritiva e incluso alimentos que actúan como vacunas.


El uso de los OGMs puede

contribuir a reducir laalergenicidad de

algunos alimentos

.59.

55¿Cómo puede laBiotecnología reducir las

alergias medioambientales?

LAS ALERGIAS están alcanzando cadavez más prevalencia en el mundo de-sarrollado como consecuencia de com-plejas interacciones entre factores me-dioambientales y genéticos general-mente poco conocidos. La identificaciónde estos factores medioambientalesofrece la posibilidad real de prevenciónde la enfermedad. Igualmente, es pro-bable que el conocimiento de la gené-tica de las enfermedades alérgicas cam-bie su clasificación y tratamiento. LaBiotecnología esta jugando un papelimportante en el esclarecimiento de es-tos mecanismos. Los eventos que ocu-rren en las fases tempranas de la vidaparecen particularmente importantes,momento en el que puede iniciarse laenfermedad alérgica por modificacionesgenéticas y medioambientales inducidaspor la interacción inmune entre madree hijo. Por otro lado, la Biotecnologíajuega un papel esencial en el desarrollode la agricultura sostenible, aspecto quesin duda beneficiará al medio ambien-te a través de la emisión de un menornúmero de contaminantes y del uso re-ducido de pesticidas, causantes de al-gunas alergias. Es probable tambiénque mediante la Biotecnología puedaneliminarse de algunas plantas las sus-tancias que producen alergia.

Mediante laBiotecnología puedeneliminarse de algunasplantas las sustanciasque producen alergia

.60.

56LOS OGMS PUEDEN ser de gran utilidad para permitir la agricultura en sue-los desérticos o salinizados, porque no han podido generarse por métodostradicionales variedades de plantas de utilidad agrícola que toleren estas con-diciones extremas. Las plantas naturalmente adaptadas a suelos desérticoso salinizados son muy distintas a las plantas utilizadas en la agricultura, porlo que la mejora tradicional de la tolerancia a sequía y salinidad basadaen cruces entre plantas cultivadas y parientes silvestres con nuevas propie-dades no ha sido posible. La técnica de producción de OGMs permite trans-ferir genes de tolerancia a estos factores de estrés ambientales sin las ba-rreras genéticas de los cruces tradicionales. Hoy día se conocen las bases ge-néticas del uso eficiente del agua por las plantas y de la tolerancia al da-ño producido por la desecación y la salinidad. Por tanto, sería posibleconstruir OGMs a partir de plantas cultivadas como el tomate o la sandía,transfiriéndoles unos pocos genes para que creciesen en suelos desérticoso salinizados.

¿Pueden los OGMsayudar a la colonización

de suelos desérticos o salinizados?


La ingenieríagenética permite

transferir genes detolerancia a factores

de estrésambientales

57.62.

¿De qué tratan los convenios sobre medio

ambiente de Río de Janeiro?

c o n v e n i o s p a r a l a p r o t e c c i ó n d e l m e d i o a

EN 1992 SE CELEBRÓ en Río de Janeiro la Cumbre Mundial Sobre Me-dio Ambiente y Desarrollo, con objeto de revisar la situación del planeta alos veinte años de la Cumbre de Estocolmo. Los resultados de esta Cum-bre se tradujeron en la adopción de la Agenda 21, que es un programade Acción para el desarrollo sostenible, en la Declaración de Río, que con-tiene los 27 principios que deben regir las políticas nacionales sobre medioambiente y desarrollo, y en la firma de dos Convenios Multilaterales relati-vos al Cambio Climático y a la Diversidad Biológica. El Convenio sobre Cam-bio Climático tiene como objetivo la estabilización de las concentraciones degases de efecto invernadero en la atmósfera a un nivel que impida que elhombre interfiera peligrosamente en el sistema climático. Este nivel de ga-

.63.

EN EL MARCO del Convenio de Di-versidad Biológica, se aprobó enEnero de 2000 el Protocolo de Car-tagena sobre la Seguridad de lamoderna Biotecnología, que tienepor objeto controlar los movimien-tos transfronterizos de los organis-mos modificados genéticamente, demodo que se regulen las importa-ciones y exportaciones de estos or-ganismos y sus posibles riesgos pa-ra la diversidad biológica. El Proto-colo, que establece un acuerdo fun-damentado previo, se ha elaboradopara cubrir las necesidades de aque-llos países que no disponen de le-gislación específica. Para la entradaen vigor del Protocolo se precisa laratificación de 50 Estados y en laactualidad lo han ratificado 22, en-tre los que se encuentra España.

ses debería lograrse en un plazo suficiente para permitir que los ecosis-temas se adapten naturalmente al cambio climático, garantizando que laproducción de alimentos no se vea amenazada y que el desarrollo eco-nómico prosiga de manera sostenible. El Convenio sobre la Di-versidad Biológica tiene tres objetivos fundamentales: Laconservación de la diversidad biológica, el uso sosteniblede los recursos naturales, y el reparto equitativo de los be-neficios derivados del uso de los recursos.

La Declaraciónde Río contiene 27

principios para regirlas políticas sobremedio ambiente

y desarrollo

a m b i e n t e

58El Protocolo de

Cartagena vela por laseguridad de la

modernaBiotecnología

¿Qué es elprotocolo

de Cartagena?

59.64.

¿Qué es elprotocolo de Kyoto?

EN LA TERCERA Conferencia de las Partes del Convenio de las NacionesUnidas sobre el Cambio Climático celebrada en Kyoto en Diciembre de1997, los países industrializados acordaron obligaciones de reducción "le-galmente vinculantes", que en promedio significan disminuir el total de susemisiones en poco más de un 5% por debajo del nivel de 1990 duranteel período 2008-2012. Para alcanzar el objetivo de reducción en 2008-2012de una manera más efectiva en términos de costes, el Protocolo de Kyo-to plantea el uso de mecanismos flexibles tales como un régimen inter-nacional de "comercio de emisiones", que permitiría a los países desarro-llados que reducen sus emisiones más allá del objetivo convenido vendera otros el excedente de sus créditos de emisiones. Con arreglo al "Meca-nismo para un desarrollo limpio", los países industrializados podrían fi-nanciar proyectos para prevenir las emisiones en países en desarrollo y

recibir créditos por hacerlo. Esto constituiría laprincipal vía para que los gobiernos y las em-presas privadas puedan transferir y promovertecnologías limpias. Para su entrada en vigor espreciso la ratificación de al menos 55 Estadosy que entre ellos se encuentren países que re-presenten al menos el 55% de las emisionesglobales a la atmósfera. En este sentido seríafundamental la ratificación por parte de Esta-dos Unidos, por ser uno de los principales emi-sores de contaminantes. España lo ha ratifica-do recientemente.

Lospaíses

industrializadosacordaron en Kyoto

disminuir susemisiones en poco

más de un 5%

c o n v e n i o s p a r a l a p r o t e c c i ó n d e l m e d i o a

.65.

60LOS CONVENIOS MULTILATERALES de medio ambiente que merecen serdestacados son: el Convenio de Washington de 1973 sobre “Comercio deespecies amenazadas de extinción” (CITES), el Convenio de Ramsar de 1971sobre “Humedales de importancia internacional”, el Convenio de Bonn so-bre “Especies migratorias”, el Convenio de Basilea de 1989 sobre “Movi-mientos transfronterizos de residuos peligrosos”, el Convenio de 1994 so-bre “Lucha contra la Desertificación”, y el Convenio sobre “Contaminan-tes Orgánicos Persistentes" (POPs) de 2000.

¿Existen otrosConvenios

Multilateralessobre medio

ambiente?

a m b i e n t e

.66.

61¿Quénormativasexisten pararegular el usode los OGMs?AUNQUE NO EXISTE ninguna legislación común internacionalmente acep-tada por todas las naciones para regular el uso de OGMs, en general lospaíses más desarrollados tienen legislaciones específicas para este fin. Porejemplo, la regulación en Europa se establece por la Directiva (CE) 98/81sobre “Utilización confinada de microorganismos modificados genética-mente” y la Directiva (CE) 2001/18 sobre “Liberación intencional en elmedio ambiente de microorganismos modificados genéticamente”. En Es-paña, la regulación de los OGMs se contempla en la Ley 9/2003 y el Re-al Decreto 178/2004 que la desarrolla. En la Unión Europea se han pu-blicado nuevas reglamentaciones sobre Trazabilidad y Etiquetado de losOGMs como el Reglamento (CE) 1829/2003 y el Reglamento (CE)1830/2003 sobre alimentos y piensos.

Lospaíses más

desarrollados tienenlegislaciones

específicas pararegular el uso de

OGMs

c o n v e n i o s p a r a l a p r o t e c c i ó n d e l m e d i o

.67.

a m b i e n t e

GGl

os

ar

io ADN Ácido desoxirribonucleico, es el nombre de

la molécula química de la que están compues-tos los genes.AERÓBICA(O) Relativo a los procesos o célulasque se desarrollan en presencia de oxígeno.ANAERÓBICA(O) Relativo a los procesos o célu-las que se desarrollan en ausencia de oxígeno.ANALITO Sustancia que se quiere analizar.ANFIPÁTICA(O) Se dice de la sustancia que tie-ne afinidad por el agua y por las grasas comopor ejemplo los detergentes.AROMÁTICO Se dice del compuesto químico queposee una estructura cíclica con dobles enlacesconjugados, como por ejemplo el benceno.AUTÓTROFO Organismo que puede elaborar lamateria orgánica a partir de la materia inorgá-nica y que no depende de otros organismos pa-ra desarrollarse.BIOACTIVAS Se aplica a las sustancias que ejer-cen algún efecto sobre los seres vivos.BIOACUMULACIÓN Proceso de acumulación deuna sustancia dentro de un ser vivo.BIOCENOSIS Conjunto de seres vivos que cons-tituyen un ecosistema.BIOCIDA Sustancia que mata a un ser vivo.BIODIVERSIDAD Variedad de los seres vivos en lanaturaleza.BIOESTIMULACIÓN Proceso de estimulación deldesarrollo de los seres vivos.BIOGÉNICA(O) Relativo a la vida.BIOINCREMENTO Proceso de adición de seres vi-vos a un ecosistema.BIOMASA Materia obtenida de un ser vivo.BIORREACTOR Instrumento que se sirve para cul-tivar seres vivos o llevar a cabo reacciones bio-lógicas.BIOSFERA Parte de la esfera terrestre donde sedesarrolla la vida.BIÓTICA(O) Relativo a la vida.BIOTOPO HábitatCOMENSALISMO Relativo a los seres vivos quecomparten alimentos.COVALENTE Tipo de enlace que se produce en-tre dos átomos en el que ambos comparten loselectrones.ECOTONO Interfase entre dos ecosistemas.ELECTRONEGATIVA(O) Se dice de la sustanciaque posee una gran capacidad para atraer y cap-tar electrones.ELECTROQUÍMICO Proceso en el que las sus-tancias son sometidas a la acción de un campoeléctrico.ENDOSIMBIONTES Seres vivos que viven en elinterior de una célula.ENZIMAS Proteína que lleva a cabo un procesode transformación química de una sustancia en

otra mediante una reacción catalítica.EUCARIOTA Células que tienen su material ge-nético (ADN) envuelto por una membrana nuclear(hongos, protozoos, plantas y animales)FITOHORMONA Sustancia que estimula el cre-cimiento de una planta.FOTODEGRADACIÓN Descomposición de unasustancia por medio de energía luminosa.GEN Unidad biológica de la herencia que es res-ponsable de la aparición de un determinado ca-rácter, sea físico, bioquímico o de comporta-miento y que transmite la información heredita-ria de generación en generación.GENOMA Conjunto de genes de un organismo.GERMOPLASMA Semillas con capacidad de ger-minar.HÁBITAT Espacio donde se puede desarrollar lavida. Espacio, biotopo o ambiente de un ecosis-temaHETERÓTROFO Organismo que no puede ela-borar materia orgánica a partir de materia inor-gánica y que depende de otros organismos quele proporcionen la materia orgánica que necesi-ta para desarrollarse.HIDROCARBONADA(O) Se refiere a una sustan-cia química formada por un esqueleto de átomosde carbono e hidrógeno, también conocido co-mo hidrocarburo.HIDROCARBURO Sustancia que contiene un es-queleto formado por átomos de carbono e hi-drógeno.HIDRÓFILA Se dice de la sustancia que se mez-cla bien con el agua.HIDRÓFOBA Se dice de la sustancia que repeleel agua, pero tiene afinidad por las sustancias in-solubles en agua como por ejemplo las grasas.También se le denomina lipófila, oleófila o apo-lar.INERTIZACIÓN Proceso para hacer poco reacti-va una sustancia.INTERFASE Se dice de la región que separa dosfases sólidas, líquidas o gaseosas.LIGNOCELULÓSICO Sustancia formada por lig-nina y celulosa.MICORRIZA Asociación de un hongo con la ra-íz de una planta.MICROORGANISMO Ser vivo de pequeño tama-ño que sólo puede observarse con un microsco-pio. Este término incluye a virus, bacterias, hon-gos, levaduras, algas y protozoos.MUTAGÉNICA Relativo a la capacidad para pro-ducir cambios en la secuencia del material ge-nético. Estos cambios se denominan mutaciones.NICHOS Se aplica para definir una parte de unhábitat, o una función dentro de un ecosiste-ma.

H a n c o l a b o r a d o :

Ricardo AmilsUniversidadAutónomade MadridMadrid

Elisa BarahonaMinisterio deMedioAmbiente

José BerenguerUniversidadAutónomade MadridMadrid

ManuelCarmonaCentro deInvestigacionesBiológicas,CSICMadrid

Antonio deHaroInstituto deAgriculturaSostenible,CSICCórdoba

Isabel de laMataUniversidadComplutensede MadridMadrid

Víctor deLorenzoCentroNacional deBiotecnología,CSICMadrid

Eduardo DíazCentro deInvestigacionesBiológicas,CSICMadrid

Eloy GarcíaCalvo Universidadde Alcalá deHenaresMadrid

Félix García-OchoaUniversidadComplutensede MadridMadrid

Francesc GodiaUniversidadAutónomade BarcelonaBarcelona

Silvia MarquésEstaciónExperimentaldel Zaidín,CSICGranada

Angel MartínezCentro deInvestigacionesBiológicas,CSICMadrid

Juan PedroNavarroInstituto deBiologíaMolecular yCelular dePlantas, CSICValencia

Gonzalo NietoReal JardínBotánico, CSICMadrid

José JulioOrtegaInstituto deRecursosNaturales, CSICSevilla

Antonio Puyet UniversidadComplutensede MadridMadrid

Juan LuisRamosEstaciónExperimentaldel Zaidín,CSICGranada

Ramón AntonioRossellóUniversidad delas IslasBalearesPalma deMallorca

Ramón SerranoInstituto deBiologíaMolecular yCelular dePlantas, CSICValencia

EduardoSanteroUniversidadPablo deOlavideSevilla

Ana MaríaSolanasUniversidadde BarcelonaBarcelona

María TeresaVicentUniversidadAutónomade BarcelonaBarcelona

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NÚCLEO Región central de la célula eucariotaen la que se encuentra el material genético (ADN)que constituye el genoma, separado por unamembrana del resto de la célula.PCR Abreviatura de la reacción de la polimerasaen cadena que se utiliza para hacer múltiples co-pias de un fragmento de ADN.PH Medida cuantitativa de la acidez o basicidadde una disolución.POLIAROMÁTICO Compuesto formado por múl-tiples moléculas aromáticas.POLÍMEROS Compuesto formado por la repeti-ción de unidades de la misma o distintas molé-culas.PPM Unidad de concentración de masa que serefiere a partes por millón y equivale a un mili-gramo por kilo. En una disolución acuosa equi-vale a un miligramo por litro de disolución.PROCARIOTA Células cuyo material genético noestá envuelto por una membrana nuclear (bac-terias).QUIMIOLITÓTROFOS Organismo autótrofo queobtiene la energía a partir de sustancias inorgá-nicas.RADICULAR Relativo a las raíces de las plantas.RIZOFILTRACIÓN Filtración que realizan las raí-ces de las plantas.RIZOSFERA Medio ambiente que rodea a las ra-íces de las plantas.SACARIFICAR Proceso de hidrólisis por el que seobtienen azucares a partir de los vegetales.SIMBIÓTICA Asociación entre dos o más seres vi-vos en la que se benefician todos (mutualismo)o sólo algunos (parasitosis).SOSTENIBILIDAD Se aplica a los ecosistemas quepermanecen inalterables por largos espacios detiempo.TAXONOMÍA Disciplina científica que se dedicaa la clasificación sistemática de los seres vivos.TENSIOACTIVA(O) Se dice de la sustancia quedisminuye la tensión interfacial con el disolventecomo por ejemplo los detergentes.TRANSDUCTOR Elemento o sustancia que trans-forma una señal en otra como por ejemplo unaseñal química en una señal luminosa.TRANSESTERIFICACIÓN Proceso químico por elque se modifica la composición de las grasas.TRANSGÉN Gen introducido en un genoma me-diante Ingeniería Genética.VITRIFICACIÓN Proceso que se utiliza para con-vertir una mezcla de materiales orgánicos e inor-gánicos en una sustancia con propiedades simi-lares al vidrio.XENOBIÓTICO Sustancia que ha sido sintetiza-da por el hombre y que no se encuentra en lanaturaleza.

Biotecnología y medio ambiente sebiot · medades infecciosas no tratables o emergentes (SIDA,...

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